Định luật đầu tiên của nhiệt động lực học là một phiên bản của định luật bảo toàn năng lượng, thích nghi với các hệ thống nhiệt động. Định luật bảo toàn năng lượng nói rằng tổng năng lượng của một hệ cô lập là không đổi; năng lượng có thể được chuyển đổi từ dạng này sang dạng khác, nhưng không thể tạo ra cũng không bị phá hủy. Luật đầu tiên thường được viết theo công thức [1] [nb 1]Nó nói rằng sự thay đổi năng lượng bên trong ΔU của một hệ thống kín bằng với lượng nhiệt Q cung cấp cho hệ thống, trừ đi lượng công W mà hệ thống thực hiện trên môi trường xung quanh. Một tuyên bố tương đương là máy động cơ vĩnh cửu loại đầu tiên là không thể.