Het type energie dat voornamelijk verband houdt met de willekeurige beweging en rangschikking van deeltjes in een stof, wordt thermische energie genoemd. Thermische energie is de energie die gepaard gaat met de beweging van atomen en moleculen in een stof. Naarmate de temperatuur van een stof stijgt, neemt ook de gemiddelde kinetische energie van de deeltjes toe, wat leidt tot krachtigere en snellere bewegingen. Thermische energie kan tussen objecten worden overgedragen door geleiding, convectie en straling.