物體內能增大,溫度不一定升高。內能大小與物體的質量、體積、溫度及構成物體的物質種類都有關係。現階段主要掌握與溫度的關係。一個物體溫度升高時，它的內能增大，溫度降低時，內能減小。如晶體熔化、液體沸騰時，溫度保持不變，但要吸熱，內能增加。溫度不變時，它的內能也可能減小。同樣，物體放出熱量時，溫度也不一定降低。拋開物質內部的結構細節，從宏觀上說，內能是與系統在絕熱條件下做功量相聯絡的，描述系統本身能量的一種狀態函式。內能的宏觀定義式為：ΔU=Wa，其中ΔU為內能的變化量，Wa為絕熱過程外界對系統的做功量。在宏觀定義中，內能是一個相對量。內能是物體、系統的一種固有屬性，即一切物體或系統都具有內能，不依賴於外界是否存在、外界是否對系統有影響。內能是一種廣延量（或容量性質），即其它因素不變時，內能的大小與物質的數量（物質的量或質量）成正比。內能是系統的一種狀態函式（簡稱態函式），即內能可以表達為系統的某些狀態參量（例如壓強、體積等）的某種特定的函式，函式的具體形式取決於具體的物質系統（具體地說，取決於物態方程）。當系統處於某一平衡態時，系統的一切狀態參量將取得定值，內能作為這些狀態參量的特定函式也將取得定值（儘管還不清楚它的絕對數值是多少）。對於一定量物質構成的系統，透過做功、熱傳遞與外界交換能量，引起系統狀態變化，而導致內能改變，其間的關係由熱力學第一定律給出。對於不存在宏觀動能變化的系統，ΔU=W+Q，其中ΔU為內能的變化量，W為外界對系統的做功量，Q為系統（從外界）的吸熱量。該式稱為熱力學第一定律的常用表示式內能的概念建立在焦耳等人大量精密的熱功當量實驗的基礎之上。能量和內能概念的建立標誌著能量轉化與守恆定律（即熱力學第一定律）的真正確立。