A energia térmica é transferida quando as moléculas se chocam. A direção da transferência de calor é sempre de quente para frio. Essa transferência de energia térmica por contato direto é chamada de condução.
Em relação a outras moléculas, até mesmo da mesma substância, as moléculas quentes vibram mais rapidamente porque possuem mais energia de uma fonte de calor. Essa vibração faz com que as moléculas de vibração vigorosa colidam com outras moléculas menos energéticas, transferindo energia térmica a cada colisão.
A condução da energia térmica pode ser facilmente observada. Por exemplo, se alguém pegasse uma longa haste de metal e segurasse uma das pontas sobre uma chama, a energia térmica seria transferida entre as moléculas da ponta em conduta direta com a fonte de calor em direção à ponta mais fria. Se a haste for mantida sobre a chama por tempo suficiente, a energia térmica pode viajar ao longo do comprimento da haste, que ficará quente ao toque.