Rozkład energii cieplnej w systemie określa kierunek przepływu ciepła. Ciepło przepływa z regionów o wysokiej energii do regionów o niższej energii, aż energia w obu regionach stanie się taka sama.
Ilość energii cieplnej określonej masy lub objętości materiału nazywana jest entalpią i jest wprost proporcjonalna do temperatury materiału. Ciepło płynie z regionów o wysokiej do niskiej temperatury, ponieważ entalpia w regionach wysokotemperaturowych jest wyższa niż w regionach o niskiej temperaturze. Wraz ze wzrostem różnicy temperatur między dwoma regionami wzrasta odpowiednio szybkość przepływu ciepła.
Proces można przyrównać do rampy, w której różnica pomiędzy wyższą i niższą temperaturą jest odpowiednio górną i dolną stroną rampy. Wraz ze wzrostem nachylenia rampy gradientu temperatury wzrasta również przepływ ciepła, porównywany do wody lub kuli schodzącej w dół rampy.
Różne materiały mają różną przewodność cieplną, co sprawia, że nawet gdy różnica temperatury między regionami o identycznie ukształtowanych, ale różnych materiałach jest taka sama, szybkość przepływu ciepła przez te dwa materiały nie jest taka sama. Wracając do analogii rampy, tę przewodność cieplną można przyrównać do chropowatości lub gładkości rampy. Materiały o wysokiej przewodności cieplnej mają gładkie rampy, natomiast te o niskim przewodnictwie mają szorstkie.
