Ruch atomów w substancji generuje energię cieplną. Zasadniczo jest to forma energii, która pojawia się w wyniku ciepła. Gdy atomy w obiekcie poruszają się szybciej, temperatura wzrasta. W rezultacie generowana jest energia cieplna. Ten rodzaj energii można przekształcić w formy mechaniczne.
Energia cieplna może być przenoszona z jednego obiektu do drugiego. W takim przypadku energia jest znana jako ciepło.
Aby energia cieplna mogła zostać przekształcona w dowolną formę mechaniczną, wymagany jest silnik. Silnik pełni rolę medium konwersji energii.
Chłodniejsze substancje mogą redukować energię cieplną. Gdy lód jest umieszczony na gorącym obiekcie, energia cieplna jest przenoszona na lód i osiągany jest efekt chłodzenia.
Energia cieplna może być przenoszona tylko przez przewodzenie, konwekcję i promieniowanie. Przewodnictwo to transfer energii cieplnej przez materiały stałe. Konwekcja ma miejsce, gdy energia cieplna jest przekazywana przez ciecze. Promieniowanie obejmuje przenoszenie energii cieplnej za pomocą gazów.
Energia cieplna nie może być przenoszona przez izolatory. Przykładami izolatorów są tworzywa sztuczne i drewno.
Joule jest oficjalną jednostką używaną do pomiaru energii cieplnej. Nazwę przypisuje się Jamesowi Joulowi, pierwszemu, który odkrywa utratę ciepła i zyski.