物質内の分子または原子のランダム運動に関連するエネルギーは、熱エネルギーまたは内部エネルギーと呼ばれます。これは、材料を構成する粒子の顕微鏡運動エネルギーの尺度です。熱エネルギーは、物質の温度に直接比例し、温度が上昇するにつれて上昇します。システムに熱が加えられると、その熱エネルギーが増加し、粒子がより速く動き、互いに衝突し、容器の壁がより頻繁に衝突します。逆に、熱が除去されると、熱エネルギーが減少し、粒子が減速します。