Năng lượng không thể được tạo ra hay bị phá hủy. Nó chỉ có thể thay đổi hình thức. Nguyên lý đó, định luật bảo toàn năng lượng, là một trong những định luật cơ bản nhất của vật lý. Một toa tàu lượn siêu tốc ở đỉnh đồi có thế năng. Khi nó lao xuống, năng lượng đó chuyển thành động năng. Ở dưới chân đồi, toa tàu chuyển động nhanh. Khi nó leo lên ngọn đồi tiếp theo, động năng lại chuyển thành thế năng. Tổng lượng năng lượng vẫn giữ nguyên trong suốt quá trình, trừ đi một lượng nhỏ bị mất do ma sát và sức cản của không khí.

Định luật này áp dụng cho mọi hệ thống, từ con lắc đung đưa đến phản ứng hạt nhân. Trong một hệ kín, tổng năng lượng là không đổi. Trong một hệ mở, năng lượng có thể đi vào hoặc đi ra, nhưng nó không bao giờ được tạo ra hoặc bị phá hủy. Định luật nhiệt động lực học thứ nhất là một phát biểu về định luật bảo toàn năng lượng. Nó nói rằng sự thay đổi năng lượng bên trong của một hệ thống bằng nhiệt lượng được thêm vào trừ đi công do hệ thống thực hiện. Bảo toàn năng lượng không chỉ là một quy tắc tính toán. Nó là một ràng buộc định hình những gì có thể xảy ra. Vì lý do này, một cỗ máy chuyển động vĩnh cửu, có thể tạo ra năng lượng từ hư không, là điều không thể.

Các dạng năng lượng

• Kinetic.
• Tiềm năng.
• Thermal.
• Hóa chất.
• Hạt nhân.

Năng lượng được bảo toàn, nhưng nó thường trở nên ít hữu ích hơn. Đó là chủ đề của định luật thứ hai của nhiệt động lực học, định luật này giới thiệu khái niệm entropy.