El principal descubrimiento de James Prescott Joule fue la relación entre el calor y el trabajo mecánico. Su descubrimiento, conocido como la Ley de Joule, expresa la relación entre la generación de calor y las corrientes que fluyen a través de conductores eléctricos.
Su descubrimiento fue ignorado en gran parte hasta 1847, cuando fue observado por el físico escocés William Thomson. Thomson, junto con otros científicos de la Royal Society, fue fundamental en la publicación de los hallazgos de Joule. La ley de Joule se convirtió en la base de la termodinámica, una rama de la física que se ocupa del calor y la temperatura dentro de los sistemas mecánicos. Los principios termodinámicos son esenciales para la comprensión de los procesos mecánicos en las industrias del petróleo y el gas.