1、从微观上讲，系统的内能是系统的随机动能、分子间相互作用势能、分子内部和原子核内部各种形式能量的总和。后两项在大多数物理过程中是不变的，所以一般只需要考虑前两项。这两项之和就是通常所说的内能。但是，在涉及电子激发和电离的物理过程中，或者在化学反应中，分子内部(不包括原子核)的能量会发生很大的变化。这个时候，分子内部的能量必须考虑在内能中。内能只在核物理过程中变化，所以在大多数情况下，这部分能量不需要考虑。内能(主要是核内能)的绝对量不完全清楚，但不影响一般问题的求解。对于内能，我们常常关心它的变化。

2、抛开物质内部结构的细节，从宏观上讲，内能与系统在绝热条件下所做的功有关，是描述系统本身能量的一个态函数。内能的宏观定义是：U=Wa，其中U是内能的变化，Wa是绝热过程中外界所做的功。在宏观定义中，内能是一个相对量。

3、它是内能系统的一个状态函数(简称状态函数)，即内能可以表示为系统的某些状态参数(如压力、体积等)的特定函数。)，而函数的具体形式取决于具体的物质系统(具体来说，取决于状态方程)。当系统处于某个平衡态时，系统的所有状态参数都会得到一个固定值，作为这些状态参数的特定函数的内能也会得到一个固定值(虽然不清楚它的绝对值是多少)。

4、对于由一定量物质组成的系统，通过做功和传热与外界进行能量交换，导致系统状态的变化和内能的变化。它们之间的关系由热力学第一定律给出。对于没有宏观动能变化的系统，有U=W Q，其中U为内能的变化，W为外界所做的功，Q为系统的吸热(来自外界)。这个公式被称为热力学第一定律的通用表达式。内能的概念是基于焦耳等人大量精密的力学等效热实验，能量和内能概念的建立标志着能量转化和守恒定律(即热力学第一定律)的真正确立。