能量守恒定律的发现，纠正了“热质说”的错误观点，为自然科学的发展奠定了基石。
1843年，英国物理学家焦耳最早用实验事实确立能量守恒定律，这是继牛顿建立力学理论体系以来物理学的最大成就。革命导师恩格斯将能量守恒定律列为19世纪自然科学的三大发现之一。
在焦耳所生活的那个时代，人们普遍认为，热是包含在物体中的一种物质，即“热质说”。焦耳对此产生怀疑，认为热不是一种物质，而是一种能量。
1840年，焦耳对由于电流通过导线产生的热量进行了一次精密的实验，测定热量与电流强弱、导体电阻和时间的相关性。
实验中他发现：电流强度大，发出的热量就多，热量和电流强度的平方成正比；导体的电阻大，通电时间长，发出的热量也多，热量和电阻、时间也成正比。在多次研究电流的热效应过程中，焦耳测定了电热当量，终于把热量和电流、电阻、时间的关系归纳成为一个公式。
俄国一位名叫楞次的物理学家也发现了这个公式。所以，这个公式被命名为焦耳—楞次定律。这个定律说明，热不是一种物质，而是一种能量，是由电能转化为热能。摩擦可以生热，压缩气体也可以生热，那是机械能转化成为热能。
1842年，焦耳继续研究机械热当量，为了准确地测定量值，焦耳设计了一个很着名的实验。
他用一个重锤，通过一套类似钟表的传动机构，带动轮翼在液体中转动，轮翼转动时与液体摩擦生热。这样，焦耳就可以准确地分别测量出液体因摩擦而得到的热量，以及重锤下落时所失去的势能——也就是重力所作的功。他还比较了水和水银这两种不同的液体所得到的热量。结果发现，只要重锤是从同一高度落下，即所作的功是相同的话，那么，不管什么液体（水或水银），都将获得同样的热量。这就是现在物理学中都要学到的“热功当量”，是一项很重要的发现。
焦耳关于热功当量的实验和发现，不但纠正了人们过去对于热的本质的错误认识，证明了热也是一种能量，而不是一种物质，并且在实质上发现了能量是可以互相转换的，又是守恒的，为“能量守恒定律”的建立，奠定了重要的基础。
能量守恒定律的发现，揭示了热、机械、电、化学等各种运动形式之间的统一性，使物理学达到空前的统一和综合，是物理学中的普遍规律，是自然科学的基石。它为辩证唯物主义和人类征服自然提供了有力的武器。