Jako młody chłopiec James Prescott Joule i jego brat przeprowadzali eksperymenty elektryczne, podając sobie wzajemnie wstrząsy. Chłopcy celowo zaszokowali sługi rodziny.
Joule był synem bogatego browarnika i do czasu 15. roku życia zdobył dużo wykształcenia w domu. Fizyk wykształcił John Dalton, który uczył Joule podstaw fizyki, chemii i matematyki. Joule zawsze interesował się ulepszaniem technologii wykorzystującej naukę. Browar jego ojca był idealnym laboratorium, a fizyk użył odzyskanych części z browaru do prowadzenia eksperymentów termodynamicznych i elektrycznych. Joule uznał, że browar może zaoszczędzić nawet 80 procent swojego obciążenia pracą mechaniczną poprzez przejście z zasilania parą na akumulatory. Pomimo swoich odkryć, browar Joule'a nadal wykorzystywał opalane węglem silniki parowe do produkcji słynnego piwa.
Naukowiec skonstruował swój pierwszy silnik elektromagnetyczny w wieku 19 lat. Kiedy przewody elektryczne w silniku przegrzały się, Joule zauważył związek między metalem grzewczym w przewodach z elektrycznością i płynami grzewczymi w kolbach. Jego najbardziej znany eksperyment polegał na podgrzaniu wody za pomocą koła łopatkowego, które obróciło się, gdy fizyk zrzucił ciężary. Joule zauważył, że tempo przekazywania ciepła i energii jest takie samo we wszystkich stanach. Mechaniczny pomiar pracy, dżul, jest nazwany na cześć naukowca.
