Énergie interne, en thermodynamique, propriété ou fonction d’état qui définit l’énergie d’une substance en l’absence des effets dus à la capillarité et aux champs extérieurs électriques, magnétiques et autres. Comme toute autre fonction d’état, la valeur de l’énergie dépend de l’état de la substance et non de la nature des processus par lesquels elle a atteint cet état. Conformément à la première loi de la thermodynamique, lorsqu’un système subit un changement d’état à la suite d’un processus dans lequel seul du travail est impliqué, le travail est égal au changement d’énergie interne. Cette loi implique également que si la chaleur et le travail sont tous deux impliqués dans le changement d’état d’un système, alors le changement d’énergie interne est égal à la chaleur fournie au système moins le travail effectué par le système.
Il est parfois pratique de représenter l’énergie interne comme une somme de termes qui peuvent être interprétés comme de l’énergie cinétique, de l’énergie potentielle et de l’énergie chimique.