La energía interna, U es la energía total del sistema (cinética y potencial), esto incluye la energía cinética (de traslación de las moléculas, de rotación y de vibración), la energía almacenada en los enlaces químicos, las atracciones intermoleculares y la energía asociada a los electrones de los átomos. La energía interna también incluye la energía asociada a las interacciones de protones y neutrones en los núcleos atómicos, pero esta parte de la energía no varía en las reacciones químicas y, por tanto, la vamos a considerar invariable (en el siguiente applet tenéis tres moléculas de pentacloruro de fósforo).