La conduzione, la convezione e le radiazioni sono tutte forme di trasferimento di calore, ma si basano su diverse interazioni fisiche per trasferire il calore. La conduzione avviene quando la materia solida riscaldata trasferisce il calore. La convezione si basa su una sostanza intermedia per trasferire il calore. Le radiazioni utilizzano le onde elettromagnetiche per trasferire il calore e non richiedono il contatto materia-per-materia.
I materiali conduttivi hanno una bassa capacità termica, il che significa che subiscono grandi cambiamenti di temperatura a partire da piccole quantità di energia termica. Se il contrario fosse vero, il materiale sarebbe un conduttore povero ma un buon isolante. La convezione si verifica quando una sostanza liquida o gassosa conduce calore, come la cottura con un forno ad aria per convezione o con una pentola d'acqua bollente. Il sole può trasferire calore attraverso il vuoto dello spazio perché utilizza la radiazione, che non comporta alcun contatto fisico.
Lo studio del trasferimento di calore e dei cambiamenti ad esso associati è chiamato termodinamica. Ogni sostanza ha un'energia interna basata sull'attività cinetica delle sue molecole. Quando questa energia viene trasferita da un corpo o sistema, viene chiamata calore. Il trasferimento di calore può avere una varietà di effetti, il più notevole è il passaggio di fase tra stato solido, liquido e gas. Ecco perché il ghiaccio si scioglie in acqua liquida mentre si riscalda.
