能量既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式。能量守恒定律是物理学最基本的定律之一。过山车在山顶时具有势能。当它下坡时，势能转化为动能。到达山底时，过山车高速行驶。当它爬上下一个山坡时，动能又转化为势能。总能量始终保持不变，除了摩擦力和空气阻力造成的少量损失。

这条定律适用于所有系统，从摆动的钟摆到核反应。在封闭系统中，总能量保持不变。在开放系统中，能量可以流入或流出，但不会凭空产生或消失。热力学第一定律是对能量守恒的表述。它指出，系统内能的变化等于系统吸收的热量减去系统对外做的功。能量守恒不仅仅是一条会计规则，它更是一种限制，决定了事物的可能性。正因如此，能够凭空产生能量的永动机是不可能的。

能量形式

• 动能。运动的能量。
• Potential. 由于位置或状态而储存的能量。
• Thermal. 随机粒子运动的能量。
• Chemical. 化学键中储存的能量。
• 原子核. 原子核中储存的能量。

能量守恒，但它的利用价值往往会降低。这就是热力学第二定律所探讨的内容，它引入了熵的概念。