Substancje pochłaniają energię cieplną przez trzy procesy wymiany ciepła: konwekcję, przewodzenie i promieniowanie. Konwekcja przenosi energię cieplną poprzez ruch cieczy, na przykład w cieczy lub gazie. Przewodnictwo przenosi wewnętrzne ciepło poprzez drżenie atomów i cząsteczek, a promieniowanie przenosi energię cieplną przez fale elektromagnetyczne.
Większość przypadków wymiany ciepła obejmuje wszystkie trzy formy absorpcji, ale jednym z czynników, który pozostaje stały, jest to, że ciepło zawsze kieruje się ze źródła o wyższej temperaturze do jednej z niższej temperatury. Skłonność materii do zmiany objętości podczas ekspozycji na ciepło jest znana jako rozszerzalność cieplna. Wynika to z podwyższonej aktywności atomów i cząsteczek, które osiągają większe punkty separacji w miarę wzrostu temperatury.
