자연계에서 어떠한 현상이 일어나도 에너지의 총량(總量)은 항상 일정하게 보존된다는 법칙. 자연계에는 수많은 종류의 물리적·화학적·생물학적인 변화와 반응이 끊임없이 일어나지만 각 과정에서 에너지의 총량은 변하지 않는다.

예를 들어 높은 곳에서 물체를 떨어뜨리면 그 낙하에 따라 물체의 위치에너지는 작아지지만 속도는 커지므로 운동에너지가 커진다.

공기의 저항이 없을 때는 지면에 떨어질 때까지의 위치에너지의 감소가 운동에너지의 증가와 같다.

에너지의 형태는 변하지만 에너지의 총량, 즉 위치에너지와 운동에너지의 합은 변하지 않으며 이것을 역학적 에너지 보존법칙이라 한다.

실제로는 공기의 저항이 있기 때문에 역학적 에너지는 감소되며 이때 공기와 물체의 마찰에 의해 양쪽 모두 온도가 조금 올라간다.

또 물체가 지면에 떨어져 멈추면 역학적 에너지는 0이 되며 이때 물체와 지면의 충돌에 의해 양쪽의 온도가 올라간다.

열은 에너지의 일종이므로 이 변화를 에너지적으로 보면 물체의 역학적 에너지, 물체·공기· 지면의 열에너지의 총계는 변화하지 않는다.