Stavová veličina charakterizujúca energetický stav pracovnej látky. Pri tepelnej výmene medzi dvoma látkami dôjde k poklesu vnútornej energie jednej látky a k rastu tepelnej energie druhej. Podobne v tepelnom motore sa mení časť vnútornej energie pracovnej látky na mechanickú prácu. V energetike sa často stretáme s pojmom „tepelná energia“, ktorý nahrádza pojem vnútornej energie. Hoci moderná fyzika termín „tepelná energia“ nepoužíva, má v energetike svoj dobre chápaný zmysel.