L'energia totale vera, o interna, di qualunque sostanza e quindi anche dell'idrogeno cresce con la temperatura. Il calore fa vibrare e agitare le molecole e l'extra energia di queste vibrazioni e agitazioni è positiva.

Esiste anche un'altra energia, detta "energia libera", che si ottiene sottraendo all'energia interna l'entropia moltiplicata per la temperatura. Mentre l'energia interna sale, l'energia libera scende all'aumentare della temperatura, ed è molto importante perchè governa l'equilibrio e l'evoluzione verso l'equilibrio dei sistemi.