Die Enthalpie ist die Legendre-Transformierte der inneren Energie bezüglich des Volumens. Sie ist das thermodynamische Potential im SpN-Ensemble.

Die Enthalpie setzt sich additiv aus zwei Teilen zusammen, der inneren Energie U und der Volumenarbeit pV:

Die innere Energie besteht aus der thermischen Energie - beruhend auf der ungerichteten Bewegung der Moleküle (Kinetische Energie, Rotationsenergie, Schwingungsenergie) - der chemischen Bindungsenergie und der Potentiellen Energie der Atomkerne. Hinzu kommen Wechselwirkungen mit elektrischen und magnetischen Dipolen. Sie nimmt ungefähr proportional zur Temperatur des Systems zu und ist am absoluten Nullpunkt gleich der Nullpunktsenergie. Die Volumenarbeit ist in diesem Fall anschaulich die Arbeit, die gegen den Druck p verrichtet werden muss, um das Volumen V zu erzeugen, das vom System im betrachteten Zustand eingenommen wird (ΔV = V).

Differenziell ausgedrückt wird aus H = U + pV

(Man beachte den Unterschied zwischen „steil“ und kursiv gedruckten Differentialen, d versus d: erstere sollen für Zustandsgrößen vorbehalten bleiben.)