Джеймс Прескотт Джоуль внёс значительный вклад в развитие физики работы и энергии, в частности в изучение электромагнитных явлений и физики низких температур. 3 Некоторые достижения учёного:

• Открытие закона Джоуля — Ленца. 13 Согласно этому закону, количество теплоты, выделяющейся в проводнике с током, пропорционально сопротивлению проводника и квадрату силы тока. 1
• Определение механического эквивалента теплоты. 14 В опытах Джоуль впервые измерил количество тепла, выделяющегося в сосуде с водой, в котором под действием опускающегося груза вращался электромагнит, а сам сосуд был помещён в магнитное поле. 1
• Обоснование закона сохранения энергии. 3 В 1843–1850 годах Джоуль показал возможность перехода механической энергии в тепловую и вычислил механический эквивалент теплоты, что стало экспериментальным обоснованием закона сохранения энергии. 3
• Открытие эффекта Джоуля — Томсона. 13 Совместно с Уильямом Томсоном Джоуль обнаружил и исследовал охлаждение газа при его адиабатическом протекании через пористую перегородку. 3 Этот эффект используется для сжижения газов. 1
• Построение термодинамической температурной шкалы. 1 Джоуль рассчитал теплоёмкость некоторых газов, вычислил скорость движения молекул газа и установил её зависимость от температуры. 1

Именем Джоуля названа единица энергии, количества теплоты и работы — джоуль. 3