Английский физик, один из открывателей закона сохранения энергии, член Лондонского королевского общества (1850).
Родился в Солфорде. Получил домашнее образование. Первые уроки по физике ему давал Дальтон, под влиянием которого Джоуль начал свои экспериментальные исследования.
Работы Джоуля посвящены электромагнетизму, теплоте, кинетической теории газов.
В 1841 году он установил зависимость количества тепла, выделяемого в проводнике при прохождении через него электрического тока, от величины тока и сопротивления проводника (закон Джоуля-Ленца).
В 1843 году Джоуль экспериментально показал, что теплоту можно получить за счет механической работы, и вычислил механический эквивалент теплоты, дав тем самым опытное доказательство закона сохранения энергии.
Ученый исследовал тепловые явления при сжатии и расширении газа, в частности опытом с расширением разреженного газа показал, что внутренняя энергия идеального газа не зависит от его объема (1845).
Джоуль совместно с Томсоном открыл в 1853-1854 годах явление охлаждения газа при его медленном стационарном адиабатическом протекании через пористую перегородку (эффект Джоуля-Томсона).
Ученый построил термодинамическую температурную шкалу, теоретически определил теплоемкость некоторых газов. Джоуль рассматривал теплоту как движение частиц. Он вычислил скорость движения молекул газа и установил ее зависимость от температуры, давление газа считал результатом ударов частиц этого газа о стенки сосуда (1848). Джоуль открыл явление магнитного насыщения ферромагнетиков (1840) и магнитострикцию (1842).