การถ่ายเทพลังงานความร้อนจากบริเวณร้อนไปยังพื้นที่เย็นเรียกว่า การไหลของความร้อน สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อวัตถุหรือวัสดุบางอย่างมีอุณหภูมิแตกต่างจากวัตถุโดยรอบ หลักการที่อยู่เบื้องหลังกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับความจริงที่ว่าต้องมีการปรับสมดุลความร้อนระหว่างวัตถุหรือที่เรียกว่ากฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ในสาระสำคัญเมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิอยู่ระหว่างวัสดุการไหลของความร้อนสามารถชะลอเท่านั้นไม่หยุด
การไหลของความร้อนขึ้นอยู่กับแนวคิดของการนำความร้อน โดยพื้นฐานแล้วการถ่ายเทพลังงานความร้อนอาศัยการกระจายอิเล็กตรอนอิสระ เพื่อให้ความร้อนเคลื่อนที่จากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่งอะตอมที่อยู่ติดกันสั่นสะเทือนกัน เกิดจากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอม ในแง่ของของเหลวโมเลกุลจะอยู่ห่างกันมากขึ้นซึ่งเป็นเหตุผลที่พลังงานความร้อนถูกถ่ายโอนในอัตราที่ช้าลงเมื่อสถานะของสสารนี้มีอยู่
การพาความร้อนก็มีความสำคัญเช่นกัน สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อวัตถุของแข็งหรือพื้นผิวอยู่ใกล้กับก๊าซหรือของเหลว อัตราการถ่ายโอนความร้อนเพิ่มขึ้นเมื่อการเคลื่อนไหวเคลื่อนที่เร็วขึ้น การพาความร้อนมีสองประเภทที่แตกต่างกันภายในกฎของอุณหพลศาสตร์: ธรรมชาติและการบังคับ แรงลอยตัวเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นของก๊าซหรือของเหลวเกิดขึ้นตามธรรมชาติในขณะที่การพาความร้อนแบบบังคับเป็นการตอบสนองต่อวิธีการที่มนุษย์สร้างขึ้นเช่นปั๊มหรือพัดลม
เมื่อความร้อนถูกถ่ายเทจากวัสดุผ่านพื้นที่ว่างเปล่าแนวคิดนี้เรียกว่า การแผ่รังสี สิ่งนี้เกิดขึ้นสำหรับวัตถุทั้งหมดที่อยู่เหนือศูนย์สัมบูรณ์แม้กระทั่งวัตถุที่อยู่ภายในสุญญากาศที่สมบูรณ์แบบ ตัวอย่างเช่นรังสีจากดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ผ่านสุญญากาศของอวกาศก่อนที่จะกระทบโลกและดาวเคราะห์ดวงอื่น
เซอร์ไอแซคนิวตันกำหนดหลักการทั่วไปของอุณหพลศาสตร์และการไหลของความร้อน กฎการทำความเย็นระบุว่า "อัตราการสูญเสียความร้อนของร่างกายเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างร่างกายกับสภาพแวดล้อมหรือสภาพแวดล้อม" สิ่งนี้สามารถสังเกตได้โดยการวิเคราะห์อาหาร ตัวอย่างเช่นเมื่อนำพายออกจากเตาอบและวางไว้ในหน้าต่างเย็นอัตราการสูญเสียความร้อนจะถูกกำหนดโดยอุณหภูมิของอากาศ
ผลข้างเคียงที่น่าสนใจอย่างหนึ่งของการไหลของความร้อนสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อไอเปลี่ยนเป็นของเหลว กระบวนการนี้อาศัยการเปลี่ยนรูปของเหลวเป็นที่รู้จักกันในชื่อการควบแน่น นี่คือลักษณะในรูปแบบของหมอกหรือบนแก้วเย็นในวันที่อากาศร้อน
