Пе́рвое нача́ло термодина́мики, один из основных законов термодинамики, обобщающий закон сохранения энергии (установленный ранее для механических систем) на процессы, связанные с передачей теплоты. Впервые сформулировано Ю. Р. фон Майером в 1841 г., доказано экспериментально Дж. Джоулем в 1843–1850 гг. Всеобщий характер закона сохранения энергии математически обосновал Г. Гельмгольц в 1847 г. Одна из формулировок первого начала термодинамики: не существует вечного двигателя 1-го рода, т. е. такого, который совершает работу без потребления энергии из какого-либо источника.

Первое начало термодинамики устанавливает связь между изменением внутренней энергии $U$ системы, работой $A,$ которую система совершает против внешних сил, и количеством теплоты $Q,$ получаемым системой из окружающей среды: $U_2 – U_1 = –A+Q.$ Здесь $A$ и $Q$ – измеряемые величины, $U_1, U_2$ – внутренняя энергия начального и конечного состояний системы. Внутренняя энергия $U$ является функцией состояния и зависит только от разности $Q–A,$ но не от каждой из этих величин.

Первое начало термодинамики для бесконечно малых изменений состояния системы формулируется в дифференциальном виде: $dU = –dA + dQ$. Если система однородна (газ, жидкость) и её силовое взаимодействие с окружающей средой обусловлено только давлением $p,$ то $dA = pdV,$ где $V$ – объём системы. Соответственно, $dU = –pdV+dQ.$

На основе первого и второго начал термодинамики создан эффективный математический аппарат для исследования термодинамических свойств веществ.