傳熱是熱能工程的一門學科，涉及物理系統之間熱能（熱）的產生、使用、轉換和交換。 傳熱分為熱傳導、熱對流、熱輻射和通過相變傳遞能量等多種機制。 工程師還考慮不同化學物質的質量傳遞（平流形式的質量傳遞），無論是冷的還是熱的，以實現熱傳遞。 雖然這些機制具有不同的特征，但它們通常同時出現在同一系統中。

熱傳導也稱擴散，是粒子（如分子）或準粒子（如晶格波）通過兩個系統邊界的直接微觀動能交換。 當一個物體與另一個物體或其周圍環境處于不同溫度時，熱量流動，使物體和周圍環境達到相同的溫度，此時它們處于熱平衡狀態。 如熱力學第二定律所述，這種自發熱傳遞總是從高溫區域到另一個低溫區域。

當流體（氣體或液體）的整體流動通過流體攜帶其熱量時，就會發生熱對流。 所有對流過程也通過擴散部分地移動熱量。 流體的流動可能會受到外部過程的推動，或者有時（在重力場中）受到熱能使流體膨脹時產生的浮力（例如在火羽流中）的影響，從而影響其自身的傳輸。 后一個過程通常稱為自然對流。 前一個過程通常稱為強制對流。 在這種情況下，通過使用泵、風扇或其他機械裝置迫使流體流動。

熱輻射通過真空或任何透明介質（固體、流體或氣體）發生。 它是通過遵循相同定律的光子或電磁波進行能量傳輸。

傳熱是由于溫差而在材料（固體/液體/氣體）之間交換的能量。 熱力學自由能是熱力學系統可以執行的工作量。 焓是一個熱力學勢，用字母 H 表示，它是系統內能 (U) 加上壓力 (P) 和體積 (V) 的乘積之和。 焦耳是量化能量、功或熱量的單位。

傳熱是過程函數（或路徑函數），與狀態函數相對； 因此，在改變系統狀態的熱力學過程中傳遞的熱量取決于該過程如何發生，而不僅僅是該過程的初始狀態和最終狀態之間的凈差異。

熱力學和機械傳熱是通過傳熱系數、熱流與熱流動的熱力學驅動力之間的比例來計算的。 熱通量是通過表面的熱流的定量矢量表示。

在工程環境中，術語熱被視為熱能的同義詞。 這種用法起源于歷史上將熱解釋為可以通過各種原因傳遞的流體（熱量），這在外行和日常生活中也很常見。

熱能（傅立葉定律）、機械動量（牛頓流體定律）和質量傳遞（菲克擴散定律）的傳輸方程相似，這三個傳輸過程之間的類比 開發以促進預測從任何一個到其他的轉換。

熱能工程涉及熱傳遞的產生、使用、轉換、儲存和交換。 因此，熱傳遞幾乎涉及經濟的每個部門。 傳熱分為熱傳導、熱對流、熱輻射和通過相變傳遞能量等多種機制。

傳熱的基本模式是：

平流平流是流體從一個位置到另一個位置的傳輸機制，并且取決于該流體的運動和動量。傳導或擴散物理接觸的物體之間的能量傳遞。 熱導率是材料導熱的特性，主要根據傅立葉熱傳導定律進行評估。

對流由于流體運動，物體與其環境之間的能量傳遞。 平均溫度是評估與對流傳熱相關的特性的參考。輻射通過電磁輻射的發射來傳遞能量。

通過轉移物質，能量（包括熱能）通過熱或冷物體從一個地方到另一個地方的物理轉移而移動。 這可以像將熱水放入瓶中并加熱床一樣簡單，也可以像冰山在不斷變化的洋流中移動一樣簡單。 一個實際的例子是熱工水力學。