In chemie en natuurkunde wordt interne energie (U) gedefinieerd als de totale energie van een gesloten systeem.
Interne energie is de som van potentiële energie van het systeem en de kinetische energie van het systeem. De verandering in interne energie (ΔU) van een reactie is gelijk aan de gewonnen of verloren warmte (enthalpie-verandering) in een reactie wanneer de reactie op constante druk wordt uitgevoerd.
De interne energie van een ideaal gas is een goede benadering van een real-world systeem. In een dergelijk systeem worden de deeltjes in een ideaal gas beschouwd als puntobjecten die volledig elastische botsingen met elkaar hebben. Het werkelijke gedrag van de monatomaire gassen (bijvoorbeeld helium, argon) weerspiegelt dit model.
In een ideaal gas is interne energie evenredig met het aantal moldeeltjes van een gas en zijn temperatuur:
U = cnT
Hier is U interne energie, c is de warmtecapaciteit bij constant volume, n is het aantal mol en T is de temperatuur.