内能和热能表达的对象都是物体所处的某一热力学状态，两者都属于能的范畴，是两个状态函数。热能的大小随温度的变化而单调变化，内能既然泛指物体内的一切能量，那它的外延明显就宽于热能。

热能属于内能范畴，但内能不光包括热能。从概念间的关系看，内能和热能亦是一种从属关系，其中内能是属概念，热能是种概念。在一般情况下，内能与温度却没有确定的关系，只有理想气体的内能才仅是温度的函数，这个结果叫做焦耳定律。