Warmteoverdracht vindt plaats via verschillende mechanismen, en de patronen kunnen variëren afhankelijk van de specifieke context en de overheersende wijze van warmteoverdracht. De drie belangrijkste mechanismen van warmteoverdracht zijn geleiding, convectie en straling:

Geleiding:

- Warmteoverdracht door geleiding vindt plaats wanneer twee objecten of oppervlakken die met elkaar in contact komen, verschillende temperaturen hebben. Warmte stroomt van het hetere object naar het koelere object door direct fysiek contact.

- Het patroon van warmteoverdracht bij geleiding wordt bepaald door de thermische geleidbaarheid van de betrokken materialen. Materialen met een hoge thermische geleidbaarheid, zoals metalen, laten warmte gemakkelijker stromen, terwijl materialen met een lage thermische geleidbaarheid, zoals isolatoren, de warmtestroom weerstaan.

Convectie:

- Convectie is de overdracht van warmte door de beweging van een verwarmde vloeistof. Het komt voor in zowel vloeistoffen als gassen.

- Bij convectie stijgen warmere vloeistoffen op vanwege hun lagere dichtheid, terwijl koelere vloeistoffen zinken, waardoor convectiestromen ontstaan.

- Het patroon van warmteoverdracht bij convectie hangt af van de vloeistofdynamica en de temperatuurverschillen. Vaak gaat het om de vorming van convectiecellen of pluimen, waarbij de warmte opstijgt en de koelere vloeistof daalt.

Straling:

- Straling omvat de overdracht van warmte via elektromagnetische golven. Het komt zelfs in een vacuüm voor en vereist geen fysiek contact of beweging van materie.

- Het patroon van warmteoverdracht bij straling wordt bepaald door de wetten van thermische straling. Warmte straalt vanuit een warmtebron in alle richtingen uit, volgens een omgekeerde kwadratische wet (de intensiteit neemt af met het kwadraat van de afstand tot de bron).

Hoewel deze mechanismen verschillende patronen hebben, kunnen ze ook naast elkaar bestaan ​​en op elkaar inwerken in realistische scenario's. In een kamer kan de warmte van een verwarming bijvoorbeeld worden overgedragen via geleiding (door deze aan te raken), convectie (door luchtstromen) en straling (geabsorbeerd door objecten en oppervlakken). Het dominante patroon hangt af van het specifieke systeem en de omstandigheden die daarbij betrokken zijn.