Закон збереження енергії – це один з фундаментальних законів, якому підпорядковуються всі природні процеси без винятків. Він був встановлений емпірично, тобто дослідним шляхом. Закон збереження енергії для механічних явищ встановив Лейбніц, а для не механічніх – Майєр, Джоуль і Гельмгольц.

Суть закону збереження енергії полягає в тому, що в ізольованій системі загальна кількість енергії залишається постійним навіть за умови, що вона змінює свою форму в результаті виникнення тих чи інших процесів. Це означає, що енергія не з’являється нізвідки і не йде в нікуди, її неможливо створити або зруйнувати, а можна тільки перетворити. При цьому робота і енергія взаємозв’язані: кількість роботи завжди дорівнює зміні кількості енергії.

Згідно з твердженням Маєра, тепло, рух і електрику можна визнати єдиною силою. Він довів це за допомогою ряду експериментів, в тому числі досвіду зі стисненим повітрям, завдяки якому вдалося з’ясувати, що підняття тіла масою в 1 кг на 0,365 м еквівалентно 1 калорії. Справа в тому, що енергія в замкнутій системі завжди зберігається, але вона може перетворюватися. Наприклад, електрика перейде в тепло, якщо використовувати його для живлення лампи розжарювання. Також воно може перейти в рух, що і відбувається при роботі електромеханічних пристроїв. Більш того, завдяки експериментам Джоуля, під час яких електрика перетворювалося і в тепло, і в рух, вдалося довести, що енергія в ізольованій системі зберігається навіть при складних перетвореннях.

Закон збереження механічної енергії працює тільки в тому випадку, якщо в ізольованій системі відсутні сили тертя і опору. Наприклад, при зльоті й падінні тіла кінетична енергія буде переходити в потенційну і навпаки, але загальне значення залишиться незмінним. Якщо ж при русі на фізичне тіло будуть діяти сили тертя або опору, вони зменшать загальну кількість енергії. При цьому деяка її частина перейде в тепло, однак таке явище виходить за рамки механіки. Таким чином, закон збереження енергії в даному випадку діятиме тільки за умови врахування не тільки механічних, але і не механічних явищ.