De wetenschappelijke studie van energie is thermodynamica. Thermodynamica is een tak van de natuurkunde die zich bezighoudt met warmte en de relatie ervan met andere vormen van energie. Het is een fundamentele wetenschap die toepassingen heeft op vele gebieden, zoals techniek, scheikunde en biologie. De thermodynamica biedt een raamwerk om te begrijpen hoe energie stroomt en transformeert, en hoe deze kan worden gebruikt om werk te verrichten.