열의 일당량(熱－當量, mechanical equivalent of heat)은 단위 크기의 열에너지(열량)가 어느 만큼의 역학적 에너지(일)로 전환될 수 있는가에 대한 값을 의미한다. 이는 열과 일이 서로 변환될 수 있음을 정량적으로 나타내는 물리 상수이다.
역사적으로, 벤저민 톰프슨(럼퍼드 백작)이나 R. 마이어도 열과 일의 관계를 논하였으나, 스스로 여러 가지 실험을 연구하고 실행하여 당량의 값을 집요하게 구한 사람은 영국의 물리학자 제임스 프레스콧 줄(James Prescott Joule)이다. 줄은 전자(電磁)적 방법, 기체의 팽창·압축 방법, 날개바퀴로 물을 휘젓는 방법 등 다양한 실험을 통해 열의 일당량을 높은 정밀도(약 1% 오차)로 측정하는 데 성공하였다.
현재 널리 인정되는 열의 일당량 값은 1 cal = 4.184 J(줄)이다. 즉, 1칼로리의 열에너지는 4.184줄의 역학적 일에 해당한다. 이 값은 물 1g의 온도를 14.5℃에서 15.5℃로 1℃ 올리는 데 필요한 열량을 기준으로 한다.
열의 일당량을 J로 표기할 경우, 열에너지 Q와 역학적 일 W 사이에는 W = JQ의 관계가 성립한다. 이 개념의 역수 관계에 있는 '일의 열당량'은 1J = 0.239cal이며, 열의 일당량과 일의 열당량은 서로 역수 관계이다. 공학 분야에서는 1kcal = 427kgf·m로 표현되기도 한다.
