分子内能是物体内部所有分子动能和势能的总和。

分子动能来源于分子的无规则热运动，而分子势能则源于分子间的相互作用，这些相互作用包括引力和斥力，它们决定了分子的相对位置和距离。在大多数物理过程中，只有分子无规则运动的动能和分子间相互作用的势能发生变化，而分子内部以及原子核内部的能量保持不变。但在涉及电子激发、电离或在发生化学反应时，分子内部的能量会发生变化。内能是一个状态函数，其值仅取决于系统的当前状态，而与达到这一状态的过程无关。内能的绝对值难以确定，但通常关心的是其变化量。对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。任何物体在任何情况下都具有内能。