Różnica między temperaturą a energią cieplną polega na tym, że temperatura mierzy średnią prędkość kinetyczną cząsteczek, a energia cieplna jest całkowitą energią kinetyczną wszystkich cząstek w danej substancji. Innymi słowy, temperatura mierzy średnia prędkość ruchu, a energia cieplna mierzy masę substancji. Zarówno temperatura, jak i energia cieplna są wytwarzane przez ruch cząsteczek.
Wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się prędkość cząstek. W wysokich temperaturach cząstki poruszają się szybciej i są bardziej oddalone od siebie. Gdy temperatura jest niska, cząstki poruszają się powoli i są blisko siebie.
Z drugiej strony energia cieplna opiera się na przewodnictwie i konwencji. Przewodnictwo to transfer energii z cząsteczki do cząsteczki, gdy substancja jest ogrzewana. Konwekcja występuje, gdy energia jest przenoszona, gdy masa substancji się porusza. Zasadniczo przewodzenie i konwekcja tworzą ruch; im większy ruch cząsteczek w substancji, tym większa potencjalna energia cieplna.
Przykładem działania temperatury i energii cieplnej jest to, jak słońce ogrzewa powietrze nad powierzchnią ziemi. Gdy powietrze staje się cieplejsze, ciepło jest przesyłane między cząsteczkami i wytwarzana jest energia kinetyczna, która wytwarza energię cieplną. Ponieważ cząsteczki poruszają się szybciej, przenosząc ciepło, temperatura również wzrasta.
