Khám phá chính của James Prescott Joule là mối quan hệ giữa nhiệt và công cơ học. Khám phá của ông, được gọi là Định luật Joule, thể hiện mối quan hệ giữa sự sinh nhiệt và dòng điện chạy qua các vật dẫn điện.
Khám phá của ông phần lớn bị bỏ qua cho đến năm 1847, khi nó được chú ý bởi nhà vật lý người Scotland, William Thomson. Thomson, cùng với các nhà khoa học khác tại Hiệp hội Hoàng gia, đã đóng vai trò quan trọng trong việc công bố những phát hiện của Joule. Định luật Joule trở thành cơ sở cho nhiệt động lực học, một nhánh vật lý liên quan đến nhiệt và nhiệt độ bên trong các hệ thống cơ học. Các nguyên tắc nhiệt động lực học là điều cần thiết để hiểu được các quá trình cơ học trong các ngành công nghiệp dầu khí.
