พลังงานความร้อนสามารถย้ายจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ด้วยการถ่ายโอนความร้อน ซึ่งมีอยู่ 3 รูปแบบ ได้แก่ การพาความร้อน การนำความร้อน และการแผ่รังสีความร้อน

การถ่ายโอนความร้อน (heat transfer) คือ การที่พลังงานความร้อนถ่ายโอนจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงไปสู่วัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า พลังงานความร้อนจะหยุดถ่ายโอนเมื่อวัตถุมีอุณหภูมิเท่ากัน

การพาความร้อน (convection) คือ การถ่ายโอนพลังงานความร้อนโดยโมเลกุลของสารลอยตัวสูงขึ้นแล้วพาความร้อนขึ้นไปด้วย การพาความร้อนเกิดขึ้นเฉพาะในของเหลวและแก๊ส แต่ไม่เกิดขึ้นในของแข็ง

เรานำความรู้เรื่องการถ่ายโอนความร้อนโดยการพาความร้อนมาใช้ประโยชน์ดังนี้

        - การสร้างปล่องควันเพื่อระบายควัน
        - การมีช่องลมหรือติดพัดลมระบายอากาศในอาคาร
        - การระบายความร้อนโดยน้ำในเครื่องยนต์
        - กาพาความร้อนของอากาศทำให้เกิดลมทะเลในตอนกลางวัน

การนำความร้อน (conduction) คือ การถ่ายโอนพลังงานความร้อน โดยพลังงานความร้อนทำให้โมเลกุลของของแข็งสั่นมากขึ้น จึงไปชนกับโมเลกุลที่อยู่ติดกัน ทำให้โมเลกุลสั่นต่อเนื่องกันไป ทำให้ความร้อนถ่ายโอนไปด้วย

ตัวนำความร้อน (thermal insulator) คือ วัตถุที่ยอมให้พลังงานความร้อนได้ ได้แก่ โลหะส่วนใหญ่ ตัวนำความร้อนที่ดีที่สุดคือ เงิน

ฉนวนความร้อน (thermal insulator) คือ วัตถุที่ไม่ยอมให้ความร้อนผ่านหรือยอมให้ความร้อนผ่านได้น้อย หรือเป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดี เช่น โฟม ใยแก้ว ใยหิน ฉนวนอะลูมิเนียมฟอยล์

เรานำความรู้เรื่องการถ่ายโอนความร้อนโดยการนำความร้อนมาใช้ประโยชน์ต่าง ๆ ดังนี้

        - ใช้โลหะเช่น อะลูมิเนียม เหล็ก ทำภาชนะหุงต้ม ทำให้อาหารสุกเร็ว
        - ใช้ประโยชน์จากฉนวนความร้อน เช่น ด้ามจับ หูจับ ป้องกันไม่ให้ความร้อนมาถึงมือเรา
        - ใช้ผ้าห่มที่หนาห่มในหน้าหนาว เพราะผ้าห่มเป็นฉนวนความร้อน ทำให้ร่างกายอบอุ่น

การแผ่รังสี (radiation) คือ การถ่ายโอนความร้อนโดยไม่ใช้ตัวกลางใด เช่น ความร้อนจากดวงอาทิตย์มาถึงโลกโดยไม่ต้องใช้ตัวกลางใด ๆ

เรานำความรู้เรื่องการถ่ายโอนความร้อนโดยการแผ่รังสีมาใช้ประโยชน์ต่าง ๆ ดังนี้

        - เลือกสีและลักษณะพื้นผิววัตถุได้อย่างเหมาะสม เช่น ในเขตหนาว เลือกเสื้อผ้าสีเข้ม เพราะดูดกลืนความร้อนได้ดี ในเขตร้อน เลือกเสื้อผ้าสีอ่อน เพราะดูดกลืนความร้อนได้น้อย ทำให้เย็นสบาย
        - ในเขตร้อนมักทาสีด้านนอกอาคารเป็นสีอ่อน ทำให้ภายในอาคารไม่ร้อนมาก ในเขตหนาวมักทาสีภายนอกอาคารเป็นสีเข้ม ทำให้อากาศภายในอาคารอบอุ่น