Er zijn drie hoofdmechanismen van warmteoverdracht:

* geleiding: Warmteoverdracht door direct contact tussen stoffen. Dit gebeurt wanneer moleculen in een hetere stof sneller trillen en botsen met moleculen in een koelere stof, waardoor energie wordt overgedragen. Denk aan een metalen lepel in een warme kop koffie.

* convectie: Warmteoverdracht door de beweging van vloeistoffen (vloeistoffen of gassen). Warmer, minder dichte vloeistof stijgt terwijl koelere, dichtere vloeistofzinkt, waardoor een circulatiepatroon ontstaat dat warmte draagt. Denk aan kokend water of windstromen.

* Straling: Warmteoverdracht door elektromagnetische golven. Dit vereist geen medium en kan door een vacuüm reizen. Denk aan de warmte van de zon die de aarde of de hitte van een open haard bereikt.

Dus wanneer u een temperatuurverschil tussen twee stoffen heeft, zal thermische energie door een of meer van deze mechanismen van de heter substantie naar de koudere substantie stromen.