能量既不能被创造，也不能被消灭。能量守恒是物质运动的普遍规律之一。物质运动有各种不同的形式，它们之间能相互转化。在转化前后，作为物质运动度量的能量，其总和不变。能量守恒的概念，在力学领域内早已为物理学家所证明。然而，这个守恒概念引伸到热能，则经历了二三百年之久。对于热能，在历史上有过种种错误的认识。从18世纪到19世纪中叶，自然科学界长期被热质论所统治着。这种片面的理论认为物质中存在着一种流体，称为热质。将温度差所引起的传热，视为热质从高温物体流向低温物体；而摩擦生热则认为是热质释放的结果。这个理论与许多实验事实相矛盾。1798年朗福德研制炮筒，观察到产生的热量与钻磨掉的金属屑的量不成比例，而且，如果用钝钻头继续进行钻磨，放出的热量几乎是无限的，这说明热质不可能是一种物质。以后又经过H.戴维、J.迈尔、H.亥姆霍兹等的工作，特别是1840—1848年间J.焦耳所进行的热功当量实验，人们逐步认识到热质并不存在。热的传递或转化，与机械功及电功等的传递或转化一样，也是一种能量的传递或转化，而在传递或转化时，总能量恒定不变。这样，能量守恒就在普遍的基础上被确认 。
1860年，能量守恒定律“很快成为全部自然科学的基石。特别是在物理学中，每一种新的理论首先要检验它是否跟能量守恒原理相符合。” 但是原理的发现者们只是着重从量的守恒上去概括定律，未强调运动的转化。
直到二十世纪初，热力学中的一个重要基本概念——热量仍沿用的18世纪的定义，这个定义是以热质说为基础的，在热力学大厦的基石中还有一块是不牢固的。因此，1909年，C·喀喇氏对内能进行重新定义：“任何一个物体或物体系在平衡态有一个态函数U，叫做它的内能，当这个物体从第一态经过一个绝热过程到第二态后，它的内能的增加等于在过程中外界对它所做的功W。”
U2－U1=W
如此定义的内能与热量毫不相关，只与机械能和电磁能有关。这时，热力学第一定律、热力学第二定律及整个热力学理论才抛弃热质说。
