從微觀(guān)上說(shuō)，內能一般主要包括系統內所有分子的動(dòng)能、分子間的相互作用勢能、電子能和核內部粒子間的相互作用能等。前兩項又可總稱(chēng)為分子熱運動(dòng)能，就是我們通常所說(shuō)的“內能”。后面兩項在大多物理過(guò)程中不變，因此一般只需要考慮前兩項。但在涉及電子的激發(fā)、電離的物理過(guò)程中或發(fā)生化學(xué)反應時(shí)電子能將大幅變化，此時(shí)內能中必須考慮電子能的貢獻。核內部粒子間的相互作用能僅在發(fā)生核反應時(shí)才會(huì )變化，因此絕大多數情形下，都不需要考慮這一部分的能量。內能的絕對量（主要是其中的核內部能量部分）目前還不完全清楚，但不影響我們解決一般問(wèn)題，對于內能我們常常關(guān)心的是其變化量。

　　拋開(kāi)物體內部的結構細節，從宏觀(guān)上說(shuō)，內能是一種與系統在絕熱條件下做功量相聯(lián)系的，描述系統本身能量的狀態(tài)函數。在宏觀(guān)定義中，內能是一個(gè)相對值。

　　對于一定量物質(zhì)構成的系統，通過(guò)做功、熱傳遞與外界交換能量，引起系統狀態(tài)變化，而導致內能改變，其間的關(guān)系由熱力學(xué)第一定律給出。

　　內能是物體、系統的一種固有屬性，即一切物體或系統都具有內能，不依賴(lài)于外界是否存在、外界是否對系統有影響。

　　內能是一種廣延量（或曰容量性質(zhì)），即內能的大小與物質(zhì)的數量（物質(zhì)量或質(zhì)量）成正比。

　　內能是系統的一種狀態(tài)函數（簡(jiǎn)稱(chēng)態(tài)函數），即內能可以表達為系統的某些狀態(tài)參量（例如壓強、體積等）的某種特定的函數，函數的具體形式取決于具體的物質(zhì)系統（具體地說(shuō)，取決于物態(tài)方程）。當系統處于某一平衡態(tài)時(shí)，系統的一切狀態(tài)參量將取得定值，內能作為這些狀態(tài)參量的特定函數也將取得定值（盡管我們目前還不很清楚它的絕對數值是多少）。

　　當系統發(fā)生某一變化，從原先的平衡態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)新的平衡態(tài)時(shí)，內能的變化量?jì)H取決于變化前后的系統狀態(tài)，而與這個(gè)變化是如何發(fā)生的（例如變化的快慢）以及變化經(jīng)歷了怎樣曲折的過(guò)程（例如是經(jīng)歷一個(gè)等溫過(guò)程、等壓過(guò)程還是一個(gè)任意過(guò)程）完全無(wú)關(guān)。內能的這一性質(zhì)和功、熱量有著(zhù)本質(zhì)的區別。

　　內能的概念建立在焦耳等人大量精密的熱功當量實(shí)驗的基礎之上。能量和內能概念的建立標志著(zhù)能量轉化與守恒定律（即熱力學(xué)第一定律）的真正確立。

　　正如重力對一定質(zhì)量物體做功的大小與物體下降的路徑無(wú)關(guān)，僅與物體下降前后的垂直位置有關(guān)，焦耳的實(shí)驗證明系統在絕熱條件下的做功量與系統經(jīng)歷的具體過(guò)程無(wú)關(guān)，僅與系統做功前后的狀態(tài)有關(guān)。從前一現象人們提出了重力勢能的概念，將過(guò)程量功表達為僅取決于高度的勢能函數在不同高度的函數值之差。類(lèi)似可以定義一個(gè)僅取決于系統狀態(tài)的函數，將過(guò)程量絕熱功表為該函數在不同狀態(tài)的函數值之差。這個(gè)被定義的函數，就稱(chēng)為內能。