内能是组成物体分子的无规则热运动动能和分子间相互作用势能的总和。物体的内能不包括这个物体整体运动时的动能和它在重力场中的势能。原则上讲，物体的内能应该包括其中所有微观粒子的动能、势能、化学能、电离能和原子核内部的核能等能量的总和，但在一般热力学状态的变化过程中，物质的分子结构、原子结构和核结构不发生变化，所以可不考虑这些能量的改变。但当在热力学研究中涉及化学反应时，需要把化学能包括到内能中。

内能常用符号U表示，内能具有能量的量纲，国际单位是焦耳。

根据热力学第一定律，内能是一个状态函数。同时，内能是一个广延物理量，即是说两个部分的总内能等于它们各自的内能之和。