La primera ley de la termodinámica o Primer Principio de la termodinámica es una aplicación de la ley universal de conservación de la energía a la termodinámica y, a su vez, identifica el calor como una transferencia de energía. Uno de los enunciados de la primera ley de la termodinámica es el siguiente:
En su forma matemática más sencilla se puede escribir para cualquier masa de control:
donde ΔU es el incremento de energía interna del sistema, Q es el calor cedido al sistema, y W es el trabajo cedido por el sistema a sus alrededores.
El primer principio de la termodinámica es una ley empírica que no puede demostrarse teóricamente.