กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ กล่าวถึง กฎทรงพลังงาน ความว่าพลังงานภายในของระบบที่เพิ่มขึ้น เท่ากับปริมาณพลังงานความร้อนที่นำเข้าสู่ระบบ ลบด้วยพลังงานที่สูญเสียไปเป็นงานของระบบที่กระทำต่อสิ่งแวดล้อม(The increase in the internal energy of a system is equal to the amount of energy added by heating the system, minus the amount lost as a result of the work done by the system on its surroundings.)กล่าวคือ พลังงานในระบบอุณหพลศาสตร์หนึ่งๆ จะมีค่ารวมเท่าเดิมเสมอ ความร้อนที่เกิดขึ้นคือกระบวนการนำพลังงานเข้าสู่ระบบจากแหล่งอุณหภูมิสูง หรือสูญเสียออกจากระบบโดยส่งออกไปยังแหล่งอุณหภูมิต่ำ พลังงานนี้อาจสูญเสียไปจากการเกิดงานทางกลต่อสิ่งแวดล้อมของระบบ หรืออาจกล่าวว่าการทำให้เกิดงานทางกลต่อสิ่งแวดล้อมทำให้เกิดพลังงานขึ้นก็ได้ กฎข้อที่หนึ่งกล่าวถึงพลังงานเหล่านี้ว่ามีผลรวมคงที่ นั่นคือ การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน ย่อมจะเท่ากับปริมาณความร้อนที่นำเข้าระบบ ลบด้วยปริมาณความร้อนที่สูญเสียออกจากระบบ (ซึ่งทำให้เกิดงานทางกลต่อสิ่งแวดล้อม) กฎข้อที่หนึ่งนี้สามารถเขียนเป็นสมการได้ดังนี้โดยที่ dU หมายถึงปริมาณการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในระบบ δQ คือความร้อนที่เข้าสู่ระบบ และ δw คืองานที่เกิดจากระบบ หากจะเปรียบเทียบให้เข้าใจง่าย ถ้าความร้อนเปรียบเสมือน เงิน การเปลี่ยนแปลงของเงินเก็บส่วนตัวของเรา (dU) ย่อมเท่ากับเงินที่เราหามาได้ (δQ) ลบด้วยเงินที่เราจ่ายออกไป (δw) นั่นเอง