能量守恒定律的建立是許多科學家的共同成果，其中最著名的幾位中有一位叫邁爾（1814～1878）。他是德國的一位醫生。大約在1840年，一次駛往印度尼西亞的航行中，邁爾作為隨船醫生，在給生病的船員放血時，得到了重要啟示，他發現放出來的靜脈血不像生活在溫帶國家中的人那樣顏色暗淡，而是像動脈血一樣新鮮。當地醫生也告訴他，這種現象在遼闊的熱帶地區到處可見。這引起了邁爾的深思。他想，食物中一定含有某種因素，像機械運動中的物體所具有的機械能一樣可以轉化為熱。在熱帶高溫情況下，機體隻需要吸收食物中較少的熱量，所以機體中食物的燃燒過程減弱了，因此靜脈血中留下了較多的氧。
邁爾在1842年發表了題為《熱的力學的幾點說明》的論文。在這篇論文裏，他宣布了熱和機械能的相當性和可轉換性，其推理如下：
“力（即能量）是原因：因此，我們可以全麵運用這樣一條原則來看待它們，即‘因等於果’。設因c有果e，則c=e；反之，設e為另一果之因，則有e等，c=e=…=c在一串因果之中，某一項或某一項的某一部分絕不會化為烏有，從方程式的性質就可明顯看出。
這是所有原因的一個特性，我們稱之為不滅性。”
邁爾的結論是：“力（即能量）是不滅的、可轉化的、不可稱量的客體。”
邁爾的論證顯然過於籠統，難以令人信服，但他卻是第一個完整表述能量轉化與守恒原理的科學家。
據說，一位名叫約利的物理學家見到邁爾時，以挖苦的口吻諷刺邁爾說，按照邁爾的理論，晃蕩的水應該變熱。這句話反而啟發了邁爾，他沒有正麵回答約利的疑問，默默地走開了。幾個星期之後，邁爾跑到約利那裏，大聲喊道：“正是這樣！”原來，邁爾親自做了實驗，水一經晃蕩，溫度果然升高了。
邁爾在1845年發表了第二篇論文：《有機運動及其與新陳代謝的聯係》，更係統地闡明能量的轉化與守恒的思想。他明確指出：“無不能生有，有不能變無”，在死的和活的自然界中，這個力（即能量）永遠處於循環轉化的過程之中。任何地方，沒有一個過程不是力（即能量）的形式變化！”他認為熱是一種力（即能量），可以轉變為機械效應。文中還具體地論述了熱和功的聯係，他推出了氣體定壓比熱和定容比熱之差等於定壓膨脹功的公式，並根據氣體比熱的實驗數據計算出熱功當量為3597焦耳／千卡，接近於現在的精確值4187焦耳／千卡。
邁爾第一個將熱學觀點用於研究有機現象，他考察了有機物的生命活動過程中的物理化學轉變，確信“生命力”理論是荒誕無稽的。他證明生命過程無所謂“生命力”，而是一種化學過程，是由於吸收了氧和食物，再化為熱，這樣邁爾就將植物和動物的生命活動看成是能的各種形式的轉變。
1848年邁爾發表了《天體力學》一書，書中解釋隕石的發光是由於在大氣中損失了動能。他還應用能量守恒原理解釋了潮汐的漲落。
邁爾雖然第一個完整地提出了能量轉化與守恒原理，但是在他的著作發表的幾年內，由於他的思想不合當時流行的觀念，不僅沒有得到人們的重視，反而受到了一些著名科學家的反對，還受到人們的誹謗和譏笑，使他在精神上受到很大刺激，甚至一度被關進精神病院，備受折磨。
就在邁爾為證明能量守恒原理的普遍性而努力時，另一位英國的物理學家焦耳正致力於精確測量熱功當量，為能量守恒定律的正確性提供確鑿的證據。