Wärme ist gemäß der physikalischen Definition keine Zustandsgröße eines einzigen Systems, sondern tritt ausschließlich während eines Prozesses auf, bei dem mehrere Systeme beteiligt sind und ihre Zustände ändern. Für jedes System, das von einem Zustand in einen anderen übergeht, ist nach dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik die Änderung seiner Inneren Energie gleich der Summe aus zugeführter Wärme und am System geleisteter Arbeit. Umgekehrt ist die übergebene Wärme genau die Änderung der Inneren Energie abzüglich der an dem System verrichteten Arbeit.Dabei ist die Größe, um die sich die Innere Energie ändert, allein durch Anfangs- und Endzustand festgelegt und unabhängig vom jeweiligen Prozessablauf. Nur die Aufteilung auf Wärme und Arbeit kann je nach Prozess verschieden sein. Sind nur zwei Systeme am Prozess beteiligt, dann gelten für beide dieselben Werte von Wärme, Arbeit und Änderung der inneren Energie, nur mit umgekehrten Vorzeichen.