Inwendige energie, in de thermodynamica, de eigenschap of toestandsfunctie die de energie van een stof bepaalt in afwezigheid van effecten door capillariteit en externe elektrische, magnetische, en andere velden. Zoals elke andere toestandsfunctie hangt de waarde van de energie af van de toestand van de stof en niet van de aard van de processen waardoor zij die toestand heeft bereikt. Volgens de eerste wet van de thermodynamica is, wanneer een systeem een toestandsverandering ondergaat als gevolg van een proces waarbij alleen arbeid betrokken is, de arbeid gelijk aan de verandering van de inwendige energie. De wet houdt ook in dat als bij de toestandsverandering van een systeem zowel warmte als arbeid betrokken zijn, de verandering in inwendige energie gelijk is aan de aan het systeem toegevoerde warmte minus de door het systeem verrichte arbeid.
Soms is het handig om de inwendige energie voor te stellen als een som van termen die kunnen worden geïnterpreteerd als kinetische energie, potentiële energie, en chemische energie.