Porast temperature tijela je makroskopski odraz pojačanog gibanja molekula promatrane tvari, kao posljedica primljene energije. Obrnuto, hlađenjem pada temperatura tijela, a gibanje njegovih molekula slabi. Zaključujemo, da molekularna struktura materije djeluje kao svojevrstan spremnik energije, koju nazivamo unutarnja energija, U. Ona ne ovisi o makroskopskoj brzini ili poziciji tijela u prostoru, već je povezana s veličinama stanja sličnog molekularnog porijekla kao što su npr. temperatura (T) i tlak (p).

 

Unutarnja energija U je ekstenzivna veličina jer njena numerička vrijednost ovisi direktno o masi promatrane materije. U općem slučaju je unutarnja energija ovisna i o temperaturi i o tlaku, u = u (T, p).