La principale découverte de James Prescott Joule était la relation entre la chaleur et le travail mécanique. Sa découverte, connue sous le nom de loi de Joule, exprime la relation entre la génération de chaleur et les courants circulant dans les conducteurs électriques.
Sa découverte a été largement ignorée jusqu'en 1847, date à laquelle elle a été remarquée par le physicien écossais William Thomson. Thomson, ainsi que d'autres scientifiques de la Royal Society, ont joué un rôle déterminant dans la publication des découvertes de Joule. La loi de Joule est devenue la base de la thermodynamique, une branche de la physique qui traite de la chaleur et de la température à l'intérieur des systèmes mécaniques. Les principes thermodynamiques sont essentiels à la compréhension des processus mécaniques dans les industries du pétrole et du gaz.