Er zijn drie hoofdmechanismen van warmteoverdracht:

* geleiding: Warmteoverdracht door direct contact tussen stoffen. Dit is hoe een metalen lepel opwarmt wanneer het in hete soep wordt geplaatst.

* convectie: Warmteoverdracht door de beweging van vloeistoffen (vloeistoffen of gassen). Dit is hoe een pot water op het fornuis kookt.

* Straling: Warmteoverdracht door elektromagnetische golven. Dit is hoe de zon de aarde verwarmt.

Alle drie deze mechanismen werken vanwege de tweede wet van de thermodynamica, waarin staat dat warmte spontaan stroomt van een gebied van hogere temperatuur naar een gebied van lagere temperatuur. Dit betekent dat warmte altijd van een heet object naar een koud object gaat totdat ze thermisch evenwicht bereiken, waar ze beide op dezelfde temperatuur zijn.