ในเทอร์โมไดนามิกส์นั้น เรากำหนดให้พลังงานทั้งหมดของระบบเรียกว่า พลังงานภายใน (Internal Energy, U) ซึ่งค่าของพลังงานภายในขึ้นอยู่กับค่าตัวแปรต่างๆ เช่น จำนวนโมล (n), ความดัน (p), ปริมาตร (v), อุณหภูมิ (T),... ซึ่งเราสามารถเขียนแทนด้วยเทอม U(n,p,v,..) ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในจะเกิดขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงค่าของตัวแปรเหล่านี้ ดังแสดงในรูป
หลักการสำคัญของกฎข้อที่ 1 แสดงอยู่ในสมการภายในรูป ซึ่งบอกว่า "การเกิดการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน (DU) จะเกิดขึ้นในลักษณะที่ทำให้เกิดการทำงาน(Work,w) หรือ เกิดเป็นความร้อน (Heat, q) หรือเกิดทั้งสองอย่างพร้อมๆ กัน" นั่นคือ กฎของการอนุรักษ์พลังงานนั่นเอง สำหรับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นทีละน้อยเราสามารถเขียนความสัมพันธ์ได้ดังสมการนี้