Bidrag
* Udviklede begrebet energibesparelse, som siger, at energi ikke kan skabes eller ødelægges, men kun overføres eller omdannes fra en form til en anden.
* Udførte eksperimenter for at bestemme den mekaniske ækvivalent af varme, der viser, at varme og mekanisk arbejde er ækvivalente former for energi.
* Udviklede konceptet om joule, SI-enheden for energi, opkaldt til hans ære.
* Opfandt joulemeteret, en enhed, der bruges til at måle energiforbrug.
* Givet væsentlige bidrag til studiet af termodynamik og udviklingen af dampmaskinen.
Nøgleeksperimenter og opdagelser
* Mekanisk varmeækvivalent: Joule udførte en række eksperimenter ved hjælp af et skovlhjulsapparat, hvor han målte det arbejde, der blev udført af skovlhjulet for at generere varme og den producerede varme. Han beregnede den mekaniske ækvivalent af varme, som viste, at en fast mængde mekanisk arbejde kunne producere en forudsigelig mængde varme.
* Bevarelse af energi: Joules eksperimenter fremhævede, at energitilførslen til et system er lig med energioutputtet, enten som udført arbejde eller varmegenereret. Dette forstærkede begrebet energibevarelse og lagde grunden til den første lov om termodynamikken.
Ældret
James Prescott Joule er anerkendt som en af grundlæggerne af termodynamikken, og hans arbejde fremmede betydeligt forståelsen af energitransformationer og forholdet mellem varme og mekanisk arbejde. Hans eksperimentelle tilgang, omhyggelige observationer og bidrag til feltet gav ham anerkendelse som en banebrydende videnskabsmand i det 19. århundrede. SI-enheden for energi, joule, tjener som en varig hyldest til hans banebrydende forskning.