De eerste hoofdwet van de thermodynamica wordt ook wel de wet van behoud van energie genoemd. Deze eerste wet stelt dat energie niet verloren kan gaan, niet uit het niets kan ontstaan, maar dat energie slechts van vorm kan veranderen. De potentiële energie die bijvoorbeeld ooit in een liter benzine heeft gezeten, maar die gebruikt is om met een auto vijf, zes kilometer een fikse heuvel op te rijden, is dus niet verdwenen maar omgezet in het momentum van de auto, in de toegenomen potentiële energie van een auto die zich bovenop een heuvel bevindt, in de toegenomen temperatuur van het asfalt waar de wielen het wegdek hebben geraakt en bovenal in de warmte die via de uitlaat aan de omgeving is afgegeven. Met andere woorden, de eerste hoofdwet stelt dat de hoeveelheid energie altijd constant blijft. Zie verder aflevering 1-3 van het artikel ‘Biofysische grenzen: opgevoerde entropie’ en aflevering 5 en volgende van het artikel ‘Energie, wat is het eigenlijk?’. Zie ook tweede hoofdwet van de thermodynamica, entropie, en het principe van maximaal vermogen. Zie verder ook energie, vermogen, concentratiegraad van energie, energiekwaliteit, energiedichtheid, energiestaat en exergie.