Ciepło przepływa przez promieniowanie, przewodzenie i konwekcję. Tam, gdzie nie ma ośrodka, przez który może przepływać ciepło, takiego jak ciepło słoneczne poruszające się w przestrzeni kosmicznej, ciepło podróżuje przez promieniowanie. Kiedy ciepło dostaje się do medium lub uderza w przedmiot lub substancję, podróżuje przez przewodzenie lub konwekcję.
Gdy ciepło przemieszcza się przez promieniowanie przez próżnię, jest przenoszone przez subatomowe cząstki poruszające się w postaci fal elektromagnetycznych. Kiedy fala elektromagnetyczna uderza w obiekt lub substancję, przenosi energię do swoich cząsteczek. Cząsteczki zostają pobudzone przez transfer energii i zaczynają się szybciej poruszać. Powoduje to wzrost temperatury obiektu lub substancji. Przykładem przekazywania ciepła przez promieniowanie jest energia ze słońca docierająca do atmosfery ziemskiej po podróży w przestrzeni kosmicznej jako fale. Kiedy te fale uderzają i podniecają molekuły gazów w ziemskiej atmosferze, wzbudzone i wibrujące cząsteczki powodują, że powietrze się ogrzewa.
Podczas przewodzenia ciepło przemieszcza się przez molekuły w substancji stałej lub pomiędzy dwoma substancjami poprzez bezpośredni kontakt między nimi. Ponieważ cząsteczki są w bezpośrednim kontakcie ze sobą, wibrujące cząsteczki powodują wibracje sąsiednich cząsteczek.
Konwekcja odnosi się do przekazywania energii cieplnej w kontaktach między cieczami i gazami. W przeciwieństwie do ciał stałych cząsteczki w płynach i gazach nie są mocno ułożone i mogą się poruszać. Umożliwia to przemieszczanie się ciepła pomiędzy cieczami i gazami poprzez rzeczywiste przenoszenie wzbudzonych cząsteczek z miejsca o wyższym wzbudzeniu do innego o mniejszej wibracjach, aż do uzyskania jednolitej temperatury. Na przykład, wlewając zimną wodę do gorącej wody, uzyskuje się jednolitą temperaturę, która jest gdzieś pomiędzy dwoma oryginalnymi gorącymi i zimnymi ekstremami.
