Det vitenskapelige studiet av energi er termodynamikk. Termodynamikk er en gren av fysikken som omhandler varme og dens forhold til andre energiformer. Det er en grunnleggende vitenskap som har anvendelser på mange felt, for eksempel ingeniørfag, kjemi og biologi. Termodynamikk gir et rammeverk for å forstå hvordan energi flyter og transformeres, og hvordan den kan brukes til å utføre arbeid.