As substâncias absorvem energia térmica por meio de três processos de transferência de calor: convecção, condução e radiação. A convecção transfere energia térmica por meio do movimento do fluido, como em um líquido ou gás. A condução transfere calor interno por meio de tremores de átomos e moléculas, e a radiação transfere energia térmica por meio de ondas eletromagnéticas.
A maioria dos casos de transferência de calor envolve todas as três formas de absorção, mas um fator que permanece constante é que o calor sempre se dirige de uma fonte de temperatura mais alta para uma de temperatura mais baixa. A propensão da matéria a mudar de volume durante a exposição ao calor é conhecida como expansão térmica. Isso se deve ao aumento da atividade dos átomos e moléculas, que alcançam pontos maiores de separação com o aumento da temperatura.