Las sustancias absorben la energía térmica a través de tres procesos de transferencia de calor: convección, conducción y radiación. La convección transfiere energía térmica a través del movimiento del fluido, como en un líquido o gas. La conducción transfiere el calor interior a través de los temblores de los átomos y las moléculas, y la radiación transfiere la energía térmica a través de las ondas electromagnéticas.
La mayoría de los casos de transferencia de calor involucran las tres formas de absorción, pero un factor que permanece constante es que el calor siempre se dirige desde una fuente de temperatura más alta a una de temperatura más baja. La propensión a que la materia cambie de volumen durante la exposición al calor se conoce como expansión térmica. Esto se debe a la mayor actividad de los átomos y moléculas, que alcanzan mayores puntos de separación a medida que aumenta la temperatura.