Trong vật lý, năng lượng là khả năng của hệ thống để thực hiện công việc, là lực tác dụng lên một vật thể. Năng lượng có nhiều dạng, bao gồm động năng hoặc cơ năng, thế năng, năng lượng ánh sáng và nhiệt năng. Các quy tắc cơ bản để hiểu năng lượng là các định luật nhiệt động lực học.
Định luật đầu tiên của nhiệt động lực học là nguyên tắc bảo toàn năng lượng. Định luật phát biểu rằng tổng lượng năng lượng trong vũ trụ là không đổi. Năng lượng có thể chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác, nhưng sự chuyển hóa không tạo ra hoặc phá hủy năng lượng. Định luật thứ hai của nhiệt động lực học là nguyên lý entropi. Mỗi khi năng lượng truyền, một số năng lượng chuyển sang dạng không thể sử dụng được khi năng lượng di chuyển ra khỏi nguồn của nó. Điều này làm tăng sự rối loạn tổng thể của một hệ thống khép kín. Entropy đo lượng năng lượng không sử dụng được trong hệ thống. Định luật thứ ba của nhiệt động lực học phát biểu rằng ở độ không tuyệt đối, tất cả các chuyển động của phân tử đều dừng lại, làm cho tất cả các quá trình dừng lại. Độ không tuyệt đối là 0 độ Kelvin hoặc âm 273 độ C.Các định luật nhiệt động lực học giải thích tại sao một cỗ máy chuyển động vĩnh viễn là không thể. Bởi vì một cỗ máy mất năng lượng cho thế giới bên ngoài khi năng lượng di chuyển khỏi nguồn của nó, máy cuối cùng có quá ít năng lượng ở dạng có thể sử dụng để tiếp tục hoạt động trừ khi có nhiều năng lượng hơn đi vào hệ thống từ bên ngoài.
