时间说明
1818年—1889年
曼彻斯特的研究环境
焦耳出生于索尔福德的酿酒家庭，曾跟随道尔顿学习。他在参与家庭生意的同时进行电磁与热学实验，利用实验室、精密温度计和当地学术团体开展研究，并非一开始就拥有大学教席。
电流产生的热
他研究电流通过导体时的发热，建立电流、阻力和热产生之间的定量关系。这项研究把电路行为与可测量的温升联系起来，也使不同形式能量的转换成为能够比较的实验问题。
机械功与热量
在著名的搅水实验中，下降的重物带动叶片，使水温轻微升高。焦耳比较重物所做的功与水获得的热量，并对散热等误差作修正。1840年代的多轮实验和1849年的报告逐步提高了测量可信度。
能量守恒的实验依据
焦耳的结果支持把热理解为能量转移，而不是不可制造的独立物质。他后来与威廉·汤姆孙合作研究气体流动中的温度变化。能量守恒的建立还涉及多位研究者，不能归结为一次实验的单独结论。