Directeur d'une fabrique de bière, il l'abandonne pour se consacrer à la science.

Il réalise des expériences célèbres dans lesquelles on transforme le travail en chaleur en utilisant le frottement de l'eau sur elle même. Il détermine l'équivalent mécanique de la calorie.

Il découvre la loi de Joule (1845) selon laquelle l'énergie d'un gaz parfait ne dépend que de sa température.

Il énonce les lois sur le dégagement de chaleur produit par le passage d'un courant électrique dans un conducteur (effet Joule)

On donna le nom de joule (symbole J) à l'unité d'énergie