Die internationale Einheit Joule wird für die Größen Wärmemenge, Arbeit und Energie verwendet. Der Namensgeber ist James Prescott Joule. Ein Joule ist ein Newtonmeter oder eine Wattsekunde. Joule werden auch in der Ernährung als Kennzeichnung benutzt, um den Brennwert anzugeben, also die Energiemenge, die der Körper aus der Nahrung herausholen kann. Dafür benutzt man jedoch meist die Einheit Kilojoule.

James Prescott Joule hat 1843 die Verbindung zwischen Arbeit und Wärmeentwicklung nachgewiesen. Der britische Physiker hat einer definierten, isolierten Wassermenge (um die Ergebnisse nicht zu verfälschen) eine bestimmte Menge mechanische Arbeit zugefügt. Das Wasser hat sich erwärmt. Er maß diese Erwärmung und konnte so die thermische Wirkung von mechanischer Arbeit ausrechnen und nachweisen. Auch der deutsche Forscher von Mayer konnte fast zeitgleich diesen Nachweis erbringen, indem er Wasser geschüttelt hat, dem Wasser so mechanische Arbeit zuführte und es zur Erwärmung brachte. Joule hat sich schon vor diesem Experiment der Wärmelehre verschrieben und herausgefunden, dass sich elektrische Leiter erwärmen und das Joulesche Gesetz aufgestellt. Es besagt, dass bei zunehmender Stromstärke auch die Leistungsverluste (die sich in Wärme äußern) durch den elektrischen Widerstand ansteigen.

Aufgrund der Entdeckung der thermischen Äquivalenz von Joule werden Arbeit, Energie und Wärmemenge gleichgestellt. 1 Joule wird benötigt, um ein Gewicht mit der Kraft von einem Newton einen Meter anzuheben. Da ein Joule auch eine Wattsekunde ist ist 1 Joule die Energie, die benötigt wird, um ein Watt für eine Sekunde aufzubringen. 1 Watt ist in etwa die Leistung eines menschlichen Herzschlages.

In der Ernährung werden Joule als Brennwert benutzt. Das Joule hat dabei schon vor längerer Zeit die früher gebräuchliche Einheit Kilokalorie (kcal) abgelöst. Dabei ist die Regel, dass ein Mensch pro Kilo Körpergewicht etwa 100 kJ pro Tag benötigt. Für einen 80 Kilo schweren Mann würden dies 8000 kJ bedeuten. Für Frauen werden etwas weniger Kilojoule angesetzt. Dieser Wert kann sich allerdings sogar verdoppeln, wenn der Körper für die Arbeit bzw. für Anstrengungen hohe Energiemengen benötigt. Die 100 Kilojoule pro Kilo und Tag sind nur zur Aufrechterhaltung der Körperfunktionen vorgesehen und das bei absoluter Ruhe.

Bei 80 Kilo Körpergewicht sind das in etwa 800 Gramm Brot. Es steht uns dabei allerdings nicht die gesamte Energie von den Lebensmitteln zur Verfügung, man muss noch die Energie, welche wir zur Verdauung benötigen, abziehen. Bestimmte Ernährungsvorschriften sind jedoch sehr umstritten, da jeder Mensch anders ist. Jeder Mensch setzt die durch Ernährung aufgenommene Energie anders um und speichert sie anders. Dabei spielt die genetische Struktur, das Geschlecht und die Gesundheit eine große Rolle. Allerdings kann man trotzdem an der Zahl der aufgenommenen Joule pro Tag im Durchschnitt den Wohlstand von Staaten ablesen, da der Joule-Umsatz in Ländern, in denen gehungert wird, immer geringer ist als in wohlhabenden Industriestaaten.