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1、從微觀上說，系統(tǒng)內(nèi)能是構(gòu)成系統(tǒng)的所有分子無規(guī)則運動動能、分子間相互作用勢能、分子內(nèi)部以及原子核內(nèi)部各種形式能量的總和。后面兩項在大多物理過程中不變，因此一般只需要考慮前兩項，二者的總和就是通常所指的內(nèi)能。但在涉及電子的激發(fā)、電離的物理過程中或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時分子內(nèi)部（不包括原子核內(nèi)部）的能量將大幅變化，此時內(nèi)能中必須考慮分子內(nèi)部的能量。核內(nèi)部能量僅在核物理過程中才會變化，因此絕大多數(shù)情形下，都不需要考慮這一部分的能量。內(nèi)能的絕對量（主要是其中的核內(nèi)部能量部分）還不完全清楚，但不影響解決一般問題，對于內(nèi)能我們常常關(guān)心的是其變化量。

2、拋開物質(zhì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，從宏觀上說，內(nèi)能是與系統(tǒng)在絕熱條件下做功量相聯(lián)系的，描述系統(tǒng)本身能量的一種狀態(tài)函數(shù)。內(nèi)能的宏觀定義式為：ΔU=Wa，其中ΔU為內(nèi)能的變化量，Wa為絕熱過程外界對系統(tǒng)的做功量。在宏觀定義中，內(nèi)能是一個相對量。

3、內(nèi)能是系統(tǒng)的一種狀態(tài)函數(shù)（簡稱態(tài)函數(shù)），即內(nèi)能可以表達(dá)為系統(tǒng)的某些狀態(tài)參量（例如壓強、體積等）的某種特定的函數(shù)，函數(shù)的具體形式取決于具體的物質(zhì)系統(tǒng)（具體地說，取決于物態(tài)方程）。當(dāng)系統(tǒng)處于某一平衡態(tài)時，系統(tǒng)的一切狀態(tài)參量將取得定值，內(nèi)能作為這些狀態(tài)參量的特定函數(shù)也將取得定值（盡管還不清楚它的絕對數(shù)值是多少）。

4、對于一定量物質(zhì)構(gòu)成的系統(tǒng)，通過做功、熱傳遞與外界交換能量，引起系統(tǒng)狀態(tài)變化，而導(dǎo)致內(nèi)能改變，其間的關(guān)系由熱力學(xué)第一定律給出。對于不存在宏觀動能變化的系統(tǒng)，則有ΔU=W+Q，其中ΔU為內(nèi)能的變化量，W為外界對系統(tǒng)的做功量，Q為系統(tǒng)（從外界）的吸熱量，該式稱為熱力學(xué)第一定律的常用表達(dá)式。內(nèi)能的概念建立在焦耳等人大量精密的熱功當(dāng)量實驗的基礎(chǔ)之上。能量和內(nèi)能概念的建立標(biāo)志著能量轉(zhuǎn)化與守恒定律（即熱力學(xué)第一定律）的真正確立。