Thermische energie is de totale kinetische en potentiële energie die gepaard gaat met de willekeurige beweging van atomen en moleculen in een systeem. Het is een maatstaf voor de interne energie van een systeem als gevolg van de temperatuur. De thermische energie van een systeem is recht evenredig met de temperatuur en de hoeveelheid materie die het bevat.

Wiskundig gezien kan de thermische energie (E) van een systeem worden uitgedrukt als:

E =mcΔT

waar:

- m is de massa van het systeem in kilogram (kg)

- c is de soortelijke warmtecapaciteit van het systeem in joules per kilogram Kelvin (J/kg-K)

- ΔT is de temperatuurverandering van het systeem in Kelvin (K)

De specifieke warmtecapaciteit (c) van een stof vertegenwoordigt de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van één kilogram van die stof met één Kelvin te verhogen. Verschillende stoffen hebben verschillende specifieke warmtecapaciteiten, wat aangeeft dat ze thermische energie kunnen opslaan.

De thermische energie van een systeem kan worden vergroot door er warmte aan toe te voegen of er werkzaamheden aan te verrichten. Omgekeerd kan het worden verlaagd door er warmte aan te onttrekken of er arbeid aan te onttrekken.

Het begrijpen van thermische energie is cruciaal in de thermodynamica, warmteoverdracht en vele andere gebieden van de natuurkunde en techniek. Het speelt een belangrijke rol bij verschillende verschijnselen, zoals warmtegeleiding, convectie, straling en thermische uitzetting.