in de thermodynamica is warmte energie bij overdracht naar of van een thermodynamisch systeem, door andere mechanismen dan thermodynamisch werk of overdracht van materie. Warmte verwijst naar een hoeveelheid die tussen systemen wordt overgedragen, niet naar een eigenschap van een systeem, of die zich daarin bevindt. Aan de andere kant is interne energie een eigenschap van één systeem. Warmte en werk hangen af van de manier waarop een energieoverdracht plaatsvond, terwijl interne energie een eigenschap is van de toestand van een systeem en dus kan worden begrepen zonder te weten hoe de energie daar kwam.

in een statistisch mechanisch verslag van een ideaal gas, waarin de moleculen onafhankelijk bewegen tussen momentane botsingen, is de interne energie de som van de kinetische energieën van de onafhankelijke deeltjes van het gas, en het is deze kinetische beweging die de bron en het effect is van de warmteoverdracht over de grens van een systeem. Voor een gas dat geen deeltjesinteractie heeft, met uitzondering van momentane botsingen, is de term “thermische energie” in feite synoniem met “interne energie”. In veel statistische natuurkundige teksten verwijst “thermische energie” naar k T {\displaystyle kT} , het product van Boltzmanns constante en de absolute temperatuur, ook geschreven als k B T {\displaystyle k_{\text{B}}T} . In een materiaal, vooral in gecondenseerde materie, zoals een vloeistof of een vaste stof, waarin de samenstellende deeltjes, zoals moleculen of ionen, sterk met elkaar interageren, dragen de energieën van dergelijke interacties sterk bij aan de interne energie van het lichaam, maar zijn niet alleen zichtbaar in de temperatuur.

De term “thermische energie” wordt ook toegepast op de energie die door een warmtestroom wordt gedragen, hoewel dit ook gewoon warmte of hoeveelheid warmte kan worden genoemd.