Energii nelze vytvořit ani zničit. Může pouze změnit formu. Tento princip, zákon zachování energie, je jedním z nejzákladnějších fyzikálních zákonů. Horská dráha na vrcholu kopce má potenciální energii. Při pádu se tato energie mění na kinetickou. Dole se auto pohybuje rychle. Při stoupání na další kopec se kinetická energie opět stává potenciální. Celkové množství energie zůstává po celou dobu stejné, s výjimkou malé ztráty tření a odporu vzduchu.

Tento zákon platí pro každý systém, od kyvadla až po jadernou reakci. V uzavřeném systému je celková energie konstantní. V otevřeném systému může energie vstupovat nebo vycházet, ale nikdy se nevytváří ani nezaniká. První termodynamický zákon je zákonem zachování energie. Říká, že změna vnitřní energie systému se rovná přidanému teplu mínus práci vykonanou systémem. Zákon zachování energie není jen účetní pravidlo. Je to omezení, které utváří to, co je možné. Perpetuum mobile, který by vytvářel energii z ničeho, je z tohoto důvodu nemožný.

Formy energie

• Kinetická. Energie pohybu.
• Potenciál. Uložená energie v důsledku polohy nebo stavu.
• Tepelné. Energie náhodného pohybu částic.
• Chemická látka. Energie uložená ve vazbách.
• Jaderná energie. Energie uložená v atomových jádrech.

Energie se zachovává, ale často se stává méně užitečnou. To je předmětem druhého termodynamického zákona, který zavádí entropii.