Zmiana energii wewnętrznej to różnica energii wewnątrz układu, powstała na skutek wymiany ciepła i wykonanej pracy, odzwierciedlająca stan cieplny układu. I jest oznaczony przez U. Zmiana energii wewnętrznej jest zwykle mierzona przy użyciu Dżul dla Energia. Należy pamiętać, że wartość Zmiana energii wewnętrznej to zawsze negatywny.