分子内能是形貌分子内部运动状态的重要物理量，可以用来研究分子的热力学特征。分子内能可以明晰为所有分子所具备的内部能量，包罗分子内外部粒子的动能和势能，以及分子内部的振动、转动和电子引发能等。分子内能的巨细与分子的结构、原子种类和化学键特征等亲热相关。
随着科学手艺的一直生长，现代物理学越来越依赖于对分子内能的研究。对于化学反映的研究，好比反映物的热力学稳固性、反映速率及热效应中分子属性的研究，都需要对分子内能的掌握。此外，与分子的热力学性子和动力学历程亲热相关的静态热力学和动态热力学剖析，也是基于分子内能的能量变化来举行的。