Als kleiner Junge führten James Prescott Joule und sein Bruder elektrische Experimente durch, indem sie sich gegenseitig Schocks gaben. Die Jungen schockten auch absichtlich die Diener der Familie.
Joule war der Sohn eines reichen Brauers und erhielt einen Großteil seiner Ausbildung zu Hause, bis er 15 Jahre alt war. Der Physiker wurde von John Dalton ausgebildet, der Joule die Grundlagen der Physik, Chemie und Mathematik beibrachte. Joule war schon immer daran interessiert, die Technologie mithilfe von Wissenschaft zu verbessern. Die Brauerei seines Vaters war das perfekte Labor, und der Physiker verwendete geborgene Teile der Brauerei, um thermodynamische und elektrische Experimente durchzuführen. Joule stellte fest, dass die Brauerei bis zu 80 Prozent ihrer mechanischen Arbeitslast einsparen könnte, indem sie von Dampfkraft auf Batterien umstellte. Trotz seiner Entdeckungen verwendete Joules Brauerei weiterhin kohlebefeuerte Dampfmaschinen, um ihr berühmtes Ale herzustellen.
Der Wissenschaftler baute seinen ersten elektromagnetischen Motor im Alter von 19 Jahren. Als die elektrischen Drähte im Motor überhitzten, bemerkte Joule einen Zusammenhang zwischen dem Erhitzen von Metall in Drähten mit Elektrizität und dem Erhitzen von Flüssigkeiten in Flaschen. Sein berühmtestes Experiment bestand darin, Wasser mit einem Schaufelrad zu erhitzen, das sich drehte, wenn der Physiker Gewichte fallen ließ. Joule stellte fest, dass die Wärme- und Energieübertragungsrate in allen Aggregatzuständen gleich ist. Das mechanische Maß der Arbeit, das Joule, ist zu Ehren des Wissenschaftlers benannt.