В первой половине XIX в. постепенно вызревает и утверждается идея единства различных типов физических процессов, их взаимного пре­вращения. Изучение процесса превращения теплоты в работу и об­ратно, установление механического эквивалента теплоты сыграли основную роль в открытии закона сохранения и превращения энер­гии. Все большее и большее место в физических исследованиях зани­мали исследования явлений, в которых имело место взаимопревра­щение различных форм движения. Исследования химических, тепло­вых, световых действий электрического тока, изучение его моторно­го действия, процессов превращения теплоты в работу и т.д. — все это способствовало возникновению и развитию идеи о взаимопревращаемости «сил» природы. Энергия не возникает из ничего и не уничто­жается, она лишь переходит из одного вида в другой — так гласит закон сохранения и превращения энергии.

Эту идею в первой половине XIX в. все чаще высказывали ученые, и нужен был один шаг, чтобы эта идея оформилась в физический закон. Этот шаг в 40-х гг. был сделан многими учеными. Основную роль в установлении закона сохранения и превращения энергии сыграли: немецкий врач Р. Майер, немецкий ученый Г. Гельмгольц и англичанин Дж. Джоуль — манчестерский пивовар, занимавшийся изобретательством и физическими исследованиями.

Значение этого закона выходило далеко за пределы физики и касалось всего естествознания. Наряду с законом сохранения масс этот закон, выражая принцип неуничтожимости материи и движения, образует краеугольный камень материалистического мировоз­зрения естествоиспытателей. Логическим его развитием и обобще­нием выступал принцип материального единства мира. 

Закон сохранения энергии и в настоящее время является важней­шим принципом физической науки. Новая форма действия этого закона основана, в частности, на учете взаимосвязи массы и энергии (Е= mс²): закон сохранения массы применяется в современной физике совместно с законом сохранения энергии.