さてマイヤーは、ダーウィンと同じく南洋でその最初のひらめきを得ました。ピーグル号の航海の数年後、彼は印度航路をオランダ船の船医としてジャワに向かっていました。彼は船員の放血手術において，船が熱帯に入ってから放血される静脈血が著しく赤味を増してきたのに気がつきました。この事実はラヴォアジェの理論によれば，熱帯では体温を一定に保つため体内に発生すべき熱は少なくてすむ。それ故、それだけ静脈血には酸素が多く残ることになる。したがって静脈血は、赤味が増して見えるというふうに説明できる。

　この説明が正当か否かは別としてマイヤーはこれで停まらず，さらに考察を進める．人間は体温を一定に保ちつつ静止していることもできれば仕事をすることもできる。 しかし仕事をするためにはそれだけ余計に栄養をとらねばならないことは誰でも経験で知っている。またもしそうでなければ無から仕事が創られることになり，人間を中心とする永久機関が成立することになるだろう。ところで同じ栄養が静止のときは熱のみを，また働いているときは熱と仕事を与えうるということは，熱と仕事の同質性を意味するのではないか。すなわち人間のなす仕事は、静止のとき体熱として現われているものの変形であると考えればすべてが明瞭になるではないか。 

　 生体のエネルギー代謝の研究は、エネルギー保存則に導く一つの事例である。それは生体という開いた複雑な系と外界との間のエネルギー交換に制約されている。マイヤーは，空気中からとった酸素による栄養物質の燃焼すなわち呼吸が，生物の体熱と同時にその活動の源泉であるという基礎的考え方の上に立って考察を進めたのである。さらに"自然界のエネルギーは一定だ"という途方もないことを予感したのである。１８４２年に発表した『無生物界の力について』という論文の中で、"力（実はエネルギー）は一度存在すれば、消滅することはあり得ない。ただその形を変えるだけである"と主張している。当時はエネルギーのことも、ひろく力と言っていました。 

　 彼は科学教育も受けなかったし、実験をする機会もなかった。しかし膨張する空気の温度を一定に保つには、どれほどの熱がいるかという実験資料を入手し、それを用いて、どのくらいの力学的仕事がどのくらいの熱量に相当するかを見事に算出しました。また一方でジュールは、慎重な科学的研究によって集めた資料に基づいて、熱の力学的理論やエネルギー保存の法則を発展させました。そしてマイヤーもジュールも、「熱は力学的仕事に変換できるし、その逆も行なえる」と断言しました。「自然の中には、いついかなる場合にあっても、変換はできても破壊されはしないある本質が存在する」と２人はそれぞれ独自の立場から主張したのである。そして、自然の本質は熱と力学的な仕事によって代表されるという立場から、マイヤーもジュールも熱の仕事当量（どれほどの仕事量がどれほどの熱を生み出すか）を、正確に計算したのである。 

　ジュールは実験第一主義でした。たとえば、電気による加熱（ジュール熱）、力学的な撹拌、気体の圧縮などといういろいろな方法を使って、電気エネルギーや力学的エネルギーを熱に変えてみました。そのひとつとして、羽根車が断熱された容器内の水をかきまわす装置があります。羽根車を回す方法には、大時計の重りのように、ゆっくり下がる重りを使った。こうすれば、羽根車を回すのに使われる位置エネルギーが計算できます。この装置を使って、ジュールは一定量の水の温度を一定の温度だけ上げるのに、何ポンドの重りが何フィートだけ落下しなくてはならないかを計算して、熱の仕事量を求めようとしました。そして３０年以上もやり直したあげく、遂に１ポンド（４５３．６グラム）の水の温度を華氏１度（摂氏０．５６度）だけ上げるのに必要な仕事量は７７２フィート・ポンド（１０３６ジュール）という答えを得ました。この数値は今日知られる７７８フィート・ボンド（１０５４ジュール）という値に驚くほど近いものでした。