กฎข้อที่หนึ่งมีใจความว่าเมื่อให้ความร้อนที่ให้แก่ระบบ พลังงานส่วนหนึ่งจะไปเพิ่มพลังงานภายในระบบและอีกส่วนหนึ่งจะไปเป็นงานที่ระบบทำ เขียนเป็นสมการได้ดังนี้
ในที่นี้ คือ งานที่แก๊ส (ระบบ) ทำ ซึ่งจะมีเครื่องหมายตรงข้ามกันงานที่สิ่งแวดล้อมทำ กฎข้อที่หนึ่งแสดงการอนุรักษ์พลังงาน