La prima legge della termodinamica stabilisce la relazione tra il cambiamento di energia interna e l'aggiunta di calore meno il lavoro che un sistema completa. Questa è una delle tre leggi che determina le caratteristiche della termodinamica.
L'energia interna in un sistema termodinamico deriva da molecole che si muovono in modo coerente e casuale. Il lavoro nel sistema è l'output. I valori per calore e lavoro con segno positivo dipendono dalla direzione di ciascun elemento nel sistema. Per i sistemi chiusi, il processo è ciclico, ma ci sono variazioni sulla prima legge della termodinamica in un sistema aperto.