La energía térmica se transfiere cuando las moléculas chocan unas con otras. La dirección de transferencia de calor es siempre de calor a frío. Esta transferencia de energía térmica a través del contacto directo se llama conducción.
En relación con otras moléculas, incluso de la misma sustancia, las moléculas calientes vibran más rápidamente porque poseen más energía de una fuente de calor. Esta vibración hace que las moléculas que vibran vigorosamente se topen con otras moléculas menos energéticas, transfiriendo energía térmica con cada colisión.
La conducción de la energía térmica se puede observar fácilmente. Por ejemplo, si uno tomara una barra de metal larga y sostenga un extremo sobre una llama, la energía térmica se transferirá entre las moléculas desde el final en una conducción directa con la fuente de calor hacia el extremo más frío. Si la varilla se mantiene sobre la llama el tiempo suficiente, la energía térmica puede viajar a lo largo de la varilla, que se calentará al tacto.
