Nhiệt năng của vật là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật.
Nhiệt năng có bản chất là tổng của các động năng được tạo thành từ chuyển động hỗn loạn của các hạt cấu tạo. Những chuyển động này bao gồm chuyển động của khối tâm phân tử, dao động của các hạt cấu tạo với quỹ đạo lấy hạt nhân của nguyên tử làm tâm và chuyển động quay của các phân tử quanh khối tâm. Tổng các động năng phát sinh từ các chuyển động kể trên được gọi là nhiệt năng.