Energia interna, in termodinamica, la proprietà o funzione di stato che definisce l’energia di una sostanza in assenza di effetti dovuti alla capillarità e ai campi elettrici, magnetici e altri campi esterni. Come ogni altra funzione di stato, il valore dell’energia dipende dallo stato della sostanza e non dalla natura dei processi con cui ha raggiunto tale stato. In accordo con la prima legge della termodinamica, quando un sistema subisce un cambiamento di stato come risultato di un processo in cui è coinvolto solo lavoro, il lavoro è uguale al cambiamento di energia interna. La legge implica anche che se sia il calore che il lavoro sono coinvolti nel cambiamento di stato di un sistema, allora il cambiamento di energia interna è uguale al calore fornito al sistema meno il lavoro fatto dal sistema.
A volte è conveniente rappresentare l’energia interna come una somma di termini che possono essere interpretati come energia cinetica, energia potenziale, ed energia chimica.