內能的單位是焦耳（J）。原則上講，物體的內能應該包括其中所有微觀粒子的動能、勢能、化學能、電離能和原子核內部的核能等能量的總和，但在一般熱力學狀態的變化過程中，物質的分子結構、原子結構和核結構不發生變化，所以可不考慮這些能量的改變。但當在熱力學研究中涉及化學反應時，需要把化學能包括到內能中。

內能是物體、系統的一種固有屬性，即一切物體或系統都具有內能，不依賴于外界是否存在、外界是否對系統有影響。內能是一種廣延量（或容量性質），即其它因素不變時，內能的大小與物質的數量（物質的量或質量）成正比。

當系統發生某一變化，從原先的衡態過渡到另一個新的衡態時，內能的變化量僅取決于變化前后的系統狀態，而與這個變化是如何發生的（例如變化的快慢）以及變化經歷了怎樣曲折的過程（例如是經歷一個等溫過程、等壓過程還是一個任意過程）完全無關。內能的這一性質和功、熱量有著本質的區別。

功和熱量都是系統與外界之間交換的能量，或者說系統（從外界）吸收或放出（給外界）的能量。一旦系統對外界做了功或傳了熱，這部分能量就不再是系統的能量（即不再是系統內能的一部分），而是變成外界物體的能量（構成外界物體內能或動能的一部分）。系統只存在或含有內能（內能的存在不依賴于外界），不存在熱量或功（離開外界和系統的相互作用，談不上熱量和功）。僅當系統在外界（外力或溫差）的作用下，系統內能中的一部分以功或熱量這兩種能量形式傳給外界（或反之）。功和熱量的大小，不僅取決于系統變化前后的狀態，還取決于變化的每一細節過程。