Överföringen av termisk energi från ett varmt område till ett kallt område kallas värmeflöde . Detta inträffar när ett visst föremål eller material har en annan temperatur än omgivande föremål. Principen bakom denna process innebär att termisk jämvikt måste förekomma mellan föremål, även känd som termodynamikens andra lag. I huvudsak, när en temperaturskillnad existerar mellan material, kan värmeflödet endast sakta ner, inte stoppas.
Värmeflödet är starkt beroende av konduktionsbegreppet. I grund och botten är överföringen av värmeenergin beroende av fri elektrondiffusion. För att värmen ska kunna flytta från ett objekt eller material till en annan, vibrerar intilliggande atomer mot varandra. Detta beror på att elektronerna flyttar från en atom till en annan. När det gäller vätskor är molekylerna ytterligare ifrån varandra, vilket är anledningen till att termisk energi överförs i en långsammare takt när detta tillstånd är närvarande.
Konvektion är också viktigt för värmeflödet. Detta sker när ett fast föremål eller yta ligger nära en gas eller vätska. Hastigheten för termisk överföring ökar när rörelsen rör sig snabbare. Två olika typer av konvektion existerar inom termodynamikens lagar: naturligt och tvingat. Vätskekrafter på grund av täthetsvariationer av gasen eller vätskan uppträder naturligt, medan tvungen konvektion är som svar på en konstgjord metod, såsom en pump eller fläkt.
