Enheten joule er avledet av de grunnleggende SI-enhetenekilogram,meter ogsekund:

\(J = \frac{kg \cdot m^{2}}{s^{2}} = W \cdot s = N\cdot m = C \cdot V \)

der kg er symbol forkilogram, m ermeter, s ersekund, W erwatt, N ernewton, C ercoulomb og V ervolt.

En joule kan også defineres som:

• denkinetiske energien som en masse på 2 kilogram har når den beveger seg med en fart på 1 meter per sekund
• den energien som kreves for å produsere 1 watt i løpet av 1 sekund
• den energien (arbeid) som kreves for å overvinne enkraft på 1 newton over en avstand på 1 meter
• den energien som kreves for å flytte en elektrisk ladning på 1 coulomb gjennom enpotensialdifferanse på 1 volt

Selv om enheten joule er etablert som enISO-standard, blir flere av de eldre enhetene fremdeles brukt. Det gjelder særlig enhetenekalori (cal), som brukes omenergi i mat,British thermal unit (Btu), som i særlig grad brukes omvarmeenergi, ogtonn oljeekvivalent (toe) ogmultipler av watttime (Wh), som brukes mye i internasjonalenergistatistikk.

• 1 cal = 4,1868 joule
• 1 Btu = 1,055 056 kilojoule
• 1 toe = 41,868 gigajoule (avvikende standarder forekommer)
• 1 Wh = 3 600 joule

Tonn oljeekvivalent (toe) blir ofte foretrukket i energistatistikk fordiolje i lang tid har vært den viktigsteenergibæreren, og forbruket av energi målt i toe gir dermed et mer konkret bilde av hva en gitt energimengde representerer hvis alt forbruk skal dekkes med bruk avolje.

Energiforbruk oppgitt i antallwattimer (Wh) blir også i noen tilfeller en mer nærliggende og håndgripelig enhet, fordi måling av energimengder ofte tar utgangspunkt i hvilkeneffekt energien omsettes i. Energi er produktet av effekt og tid (J = W · s), men siden tiden oftest måles i timer, foretrekkes wattimer (Wh) fremfor wattsekund (Ws).

Eksempel: Med et effektforbruk på 1 kW som varer i 1 time blir energiforbruket 1 kWh, som tilsvarer 3,6 megajoule (3,6 · 10⁶ J).

Joule brukes ofte sammen medSI-prefikser for å danne større enheter:

• SI-systemet
• energi
• energi i matvarer
• målenhet