Suma wszystkich energii, jaką posiadają wszystkie drobiny danej substancji, jest energią wewnętrzną tej substancji. Na tę energię składają się energie kinetyczne drobin oraz energie potencjalne oddziaływań między nimi.
Podgrzewanie substancji w dowolnym stanie skupienia prowadzi do wzrostu energii jej drobin i tym samym do wzrostu energii wewnętrznej substancji.