热力学第一定律是对能量守恒和转换定律的一种表述方式。热力学第一定律指出，热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，在传递和转换过程中，能量的总值不变。

  18世纪以来，流行一时的“热质说”相继为朗福德、迈尔、焦耳等人所推翻。他们证明热是物质运动的一种表现，并逐步归纳成第一定律的表述方式。其中焦耳于1840～1850年进行的热功当量实验为这一定律的科学表述奠定了基础。焦耳的实验表明，机械能所作的功与其转换得到的热量之间存在着严格的数量关系，不管转换的过程如何，一个单位的热量总是当于E个单位的功,其中E为热功当量。