La distribuzione dell'energia termica in un sistema determina la direzione del flusso di calore. Il calore scorre da regioni ad alta energia a regioni di energia più bassa fino a quando l'energia in entrambe le regioni diventa uguale.
La quantità di energia termica di una certa massa o volume di materiale è chiamata entalpia ed è direttamente proporzionale alla temperatura del materiale. Il calore scorre dalle regioni ad alta e bassa temperatura perché l'entalpia nelle regioni ad alta temperatura è più alta che nelle regioni a bassa temperatura. All'aumentare della differenza di temperatura tra due regioni, la velocità del flusso di calore aumenta di conseguenza.
Il processo può essere paragonato a una rampa, in cui la differenza tra i lati della temperatura superiore e inferiore sono rispettivamente i lati superiore e inferiore della rampa. Con l'aumentare della pendenza della rampa di gradiente di temperatura, aumenta anche il flusso di calore, assimilato all'acqua o una palla che scende lungo la rampa.
Diversi materiali hanno diverse conduttività termiche, così che anche quando la differenza di temperatura tra le regioni di materiali identici, ma diversi, sono uguali, la velocità con cui scorre il calore attraverso i due materiali non è la stessa. Rivisitando l'analogia della rampa, questa conduttività termica può essere paragonata alla ruvidità o alla scorrevolezza della rampa. I materiali con alta conduttività termica hanno rampe lisce, mentre quelli con bassa conduttività hanno quelli ruvidi.
