El calor difiere de la energía térmica en que el calor es la transferencia de energía térmica de una ubicación, objeto o sustancia a otra. Así, el calor es un proceso que pasa a la energía térmica y no tiene sentido sin él . La energía térmica es la energía cinética aleatoria de las moléculas constituyentes o átomos de una sustancia y se transfiere como calor a través de la conducción, la convección o la radiación.
A cualquier temperatura por encima del cero absoluto, los átomos o moléculas constituyentes de una sustancia están en constante movimiento aleatorio. En los sólidos, este movimiento está muy restringido y toma la forma de vibración molecular. En los fluidos, particularmente los gases, las partículas se mueven en línea recta hasta que encuentran otra partícula, rebotando y transfiriendo energía entre ellas. Esta transferencia directa es el tipo de calentamiento conocido como conducción. La conducción también ocurre con sólidos en contacto con otras sustancias, cuando las partículas vibrantes transfieren energía de una a otra.
La radiación también se produce tanto en sólidos como en fluidos. Este tipo de calor es la conversión de la energía térmica cinética en energía electromagnética. Luego viaja a través de fotones a otro objeto, donde se absorbe y se convierte nuevamente en energía térmica. Por otro lado, la convección solo ocurre en fluidos, donde un fluido con energía térmica viaja como una corriente de una ubicación a otra, calentando una nueva área a través de uno de los otros procesos.