Ciepło może przenosić się między obiektami na jeden z trzech sposobów w zależności od medium: przewodzenia, konwekcji lub promieniowania. Przewodzenie odbywa się w ciałach stałych, konwekcja odbywa się w cieczy lub gazie, a promieniowanie występuje w praktycznie dowolnym medium , w tym próżnia. Trzy metody przekazywania ciepła zmniejszają prędkość i wydajność, w zależności od źródła i różnicy temperatur.
Przewodzenie występuje, gdy ciało stałe wchodzi w bezpośredni kontakt z innymi ciałami stałymi. Ciepło jest funkcją energii kinetycznej; cząsteczki cieplejszych obiektów poruszają się szybciej niż cząsteczki chłodniejszych obiektów. Kiedy szybciej poruszająca się cząsteczka zderza się z wolniej poruszającą się cząsteczką, wymienia energię kinetyczną i ciepło. Szybkość, z jaką to nastąpi, zależy od wielkości obiektów i różnicy temperatur. Na przykład upuszczenie kostki lodu w misce z gorącą zupą powoduje, że kostka lodu szybko się topi.
Konwekcja występuje w płynach. Gdy płyn rozgrzewa się, jego cząsteczki są mniej sztywne i mniej gęste. To powoduje, że wznoszą się, przesuwając chłodniejszy płyn poniżej, gdzie jest on nagrzewany, tworząc prąd konwekcyjny, który przenosi ciepło z jednego miejsca do drugiego.
Promieniowanie występuje wszędzie, nawet w próżni kosmicznej. Każdy obiekt promieniuje ciepłem i energią, przenosząc go za pomocą fal elektromagnetycznych; cieplejszy obiekt, fale wyższej częstotliwości, które emituje. Gdy oko pieca się nagrzewa, jego częstotliwość emisji wzrasta, aż do uzyskania długości fali światła widzialnego. Dlatego oko świeci na czerwono, gdy się nagrzewa; kamera wideo w podczerwieni może wykryć promieniowanie nawet zanim stanie się widoczne gołym okiem. Gdy się nagrzewa, emituje promieniowanie ultrafioletowe, gamma i promieniowanie X.
