الطاقة لا تُستحدث ولا تُفنى، إنما تتحول من شكل إلى آخر. هذا المبدأ، مبدأ حفظ الطاقة، هو أحد أهم قوانين الفيزياء. تمتلك عربة قطار الملاهي الموجودة أعلى التل طاقة كامنة. وعندما تهبط، تتحول هذه الطاقة إلى طاقة حركية. في أسفل التل، تتحرك العربة بسرعة. وعندما تصعد التل التالي، تعود الطاقة الحركية لتتحول إلى طاقة كامنة مرة أخرى. ويبقى إجمالي الطاقة ثابتًا طوال الرحلة، باستثناء جزء ضئيل يُفقد بسبب الاحتكاك ومقاومة الهواء.

ينطبق هذا القانون على جميع الأنظمة، من البندول المتأرجح إلى التفاعل النووي. في النظام المغلق، تكون الطاقة الكلية ثابتة. أما في النظام المفتوح، فيمكن للطاقة أن تدخل أو تخرج، لكنها لا تُستحدث ولا تُفنى. ينص القانون الأول للديناميكا الحرارية على مبدأ حفظ الطاقة، حيث يُبين أن التغير في الطاقة الداخلية للنظام يساوي كمية الحرارة المضافة مطروحًا منها الشغل المبذول من قِبل النظام. إن حفظ الطاقة ليس مجرد قاعدة حسابية، بل هو قيد يُحدد ما هو ممكن. ولهذا السبب، فإن آلة الحركة الدائمة، التي من شأنها أن تُولد الطاقة من العدم، مستحيلة.

أشكال الطاقة

• Kinetic. طاقة الحركة.
• Potential. الطاقة المخزنة بسبب الموضع أو الحالة.
• Thermal. طاقة حركة الجسيمات العشوائية.
• Chemical. الطاقة المخزنة في الروابط.
• الطاقة المخزنة في نوى الذرات.

الطاقة محفوظة، لكنها غالباً ما تصبح أقل فائدة. هذا هو موضوع القانون الثاني للديناميكا الحرارية، الذي يُدخل مفهوم الإنتروبيا.