Thermische Energie (auch Wärmeenergie, jedoch nicht zu verwechseln mit Wärme) ist die Energie, die in der ungeordneten Bewegung der Atome oder Moleküle eines Stoffes gespeichert ist. Sie ist eine extensive Größe und ist Teil der inneren Energie. Die thermische Energie wird im SI-Einheitensystem in Joule (Einheitenzeichen: J) gemessen. Auch ein Strahlungsfeld hat thermische Energie, wenn seine Energie ungeordnet auf die verschiedenen möglichen Wellenformen verteilt ist.