熱能從高溫轉移到低溫。
熱能的傳遞有三個原理，即傳導，對流和輻射。
在實際情況中，熱能的傳遞是以這三個原理組合在一起的形式進行的。
[傳導熱（熱傳導）]
熱傳導是由於溫度梯度導致的人體內部微粒或準微粒的微觀擴散和碰撞而進行的內部能源傳遞。 微觀上擴散和碰撞的物體包括分子，電子，原子和聲子。 它們傳遞雜亂無章的微觀動能和勢能，這些能源和動能合稱為內部能源。 傳導只能發生在一個物體或材料內，或者在兩個彼此直接或間接接觸的物體之間。 傳導發生在各種形式的可疑物質中，例如固體，液體，氣體和等離子體。
無論是通過傳導還是通過熱輻射，熱量都會自發地從較熱的物體流向較冷的物體。 在沒有外部驅動器的情況下，溫度差異會隨著時間的流逝而衰減，並且物體接近熱平衡。
在傳導中，熱流在身體內部並通過身體。相反，在通過熱輻射的熱傳遞中，傳遞通常是在物體之間進行的，其可以在空間上分開。通過傳導和熱輻射的結合進行熱傳遞也是可能的。對流中，內部能源通過材料載體在物體之間傳遞。在固體中，傳導是通過分子的振動和碰撞，聲子的傳播和碰撞以及自由電子的擴散和碰撞的組合來介導的。在氣體和液體中，傳導是由於分子在其隨機運動期間發生的碰撞和擴散所致。在這種情況下，光子不會相互碰撞，因此，電磁輻射的熱傳輸在概念上與材料粒子和聲子的微觀擴散以及碰撞所產生的熱傳導是截然不同的。在固體或液體之類的冷凝物中，熱傳導與輻射傳遞之間的區別在物理概念上是清楚的，但從現象學上講它通常是不清楚的，除非該材料是半透明的。在氣體中，這種區別在概念上和現象學上都是明確的。
在工程科學中，熱傳遞包括熱輻射，對流以及有時進行質量傳遞的過程。 通常，在給定情況下會發生這些過程中的不止一個。 材料特性的常規符號導熱係數是k。
如果在固體（或固定流體）介質中存在溫度梯度，則會發生傳導。
當相鄰分子碰撞時，能源從高能分子轉移到低能分子。 由於較高的溫度與較高的分子能有關，所以傳導性的熱流沿溫度降低的方向發生。
傅立葉定律將傳導熱傳遞表示為
q = -k x dT/dX
q＝熱流束 W/m2
k＝熱伝導率 W/mK
dT＝温度変化 K
dX＝位置 m
[對流]
對流是流體（例如，液體，氣體）和流變中分子的基團或聚集體通過對流，擴散或兩者結合的一致的集體運動。 質量對流無法在固體中發生，因為在固體中既不會流過大電流，也不會發生明顯的擴散。 熱量可以在固體中擴散，但這稱為熱傳導。 對流可以通過將熱源（例如本生燈）放置在裝滿液體的玻璃杯的側面，並觀察由溫度較高的流體進入較冷區域而引起的玻璃杯溫度變化來證明。
對流傳熱是傳熱的主要方式之一，對流也是流體傳質的主要方式。 對流傳熱和傳質既通過擴散（流體中單個粒子的隨機布朗運動）發生，又通過對流進行，其中物質或熱量通過流體中較大電流的運動進行傳輸。 在傳熱和傳質的情況下，術語“對流”用於指對流和擴散傳遞之和。 在通常的使用中，術語“對流”可以寬鬆地指通過對流進行的熱傳遞，與通過對流進行的質量傳遞或通常的對流過程相反。 有時“對流”甚至專門用來指“自由熱對流”（自然熱對流），而不是強制熱對流。 但是，在力學中，正確使用該詞是常識，為了清楚起見，應適當限定不同類型的對流。
對流可以是自然的，強制的，重力的，顆粒的或熱磁的。 也可以說是由於燃燒，毛細作用或Marangoni和Weissenberg效應引起的。 通過自然對流進行的熱傳遞在地球大氣，海洋和地幔的結構中起著重要作用。 大氣中離散的對流細胞可視為雲，對流更強，導致雷暴。 自然對流在恆星物理中也起作用。
dq = h(Tf − Ts)
dq ＝每單位時間在單位面積上移動的熱量（W / m2）
h ＝傳熱率
Tf ＝流體溫度
Ts ＝固體面溫度
[輻射熱傳（熱輻射）]
熱輻射是物質中帶電粒子的熱運動產生的電磁輻射。 溫度高於絕對零值的所有物質都會發出熱輻射。 當身體的溫度大於絕對零時，原子間碰撞會導致原子或分子的動能發生變化。 這導致產生電磁輻射的電荷加速和/或偶極子振盪，並且輻射的寬光譜反映了即使在單個溫度下也會發生的寬範圍的能源和加速度。
熱輻射的示例包括白熾燈泡發出的可見光和紅外光，動物發出的紅外輻射以及可通過紅外攝像機檢測到的紅外輻射以及宇宙微波背景輻射。 熱輻射不同於熱對流和熱傳導-篝火旁的人即使周圍空氣很冷，也會從火中輻射出熱量。
陽光是太陽熱等離子體產生的熱輻射的一部分。 地球也發出熱輻射，但由於它溫度較低，因此強度低得多，並且光譜分佈不同（紅外而不是可見光）。 地球對太陽輻射的吸收以及其向外的熱輻射是決定地球溫度和氣候的兩個最重要的過程。
如果在熱力學平衡中發射輻射的物體滿足黑體的物理特徵，則該輻射稱為黑體輻射。 普朗克定律描述了黑體輻射的光譜，該光譜僅取決於物體的溫度。 維恩的位移定律決定了最可能的輻射頻率，而斯特凡-玻爾茲曼定律給出了輻射強度。
