Prispevki
* Razvili koncept varčevanja z energijo, ki pravi, da energije ni mogoče ustvariti ali uničiti, ampak le prenašati ali pretvarjati iz ene oblike v drugo.
* Izvedeni poskusi za določitev mehanskega ekvivalenta toplote, ki dokazujejo, da sta toplota in mehansko delo enakovredni obliki energije.
* Razvil koncept joula, enote SI za energijo, imenovane njemu v čast.
* Izumil joulemeter, napravo za merjenje porabe energije.
* Pomembno je prispeval k študiju termodinamike in razvoju parnega stroja.
Ključni poskusi in odkritja
* Mehanski ekvivalent toplote: Joule je izvedel vrsto poskusov z uporabo naprave z lopatastim kolesom, kjer je izmeril delo, ki ga opravi kolo z lopatico, da ustvari toploto, in proizvedeno toploto. Izračunal je mehanski ekvivalent toplote, ki je pokazal, da lahko fiksna količina mehanskega dela proizvede predvidljivo količino toplote.
* Ohranjanje energije: Jouleovi poskusi so poudarili, da je vnos energije v sistem enak izhodu energije, bodisi kot opravljeno delo ali proizvedena toplota. To je okrepilo koncept ohranjanja energije in postavilo temelje za prvi zakon termodinamike.
Zapuščina
James Prescott Joule je priznan kot eden od utemeljiteljev termodinamike, njegovo delo pa je bistveno napredovalo v razumevanju transformacij energije in razmerja med toploto in mehanskim delom. Njegov eksperimentalni pristop, natančna opazovanja in prispevki na tem področju so mu prinesli priznanje kot pionirskega znanstvenika v 19. stoletju. Enota SI za energijo, joule, služi kot trajen poklon njegovim prelomnim raziskavam.