Als Wärmekapazität (C) wird der Wärmeeintrag (Q) bezeichnet, der erforderlich ist, um die Temperatur (T) eines Stoffes um ein Grad Celsius (1° C) zu erhöhen. Da es sich um eine „umfangreiche“ Eigenschaft handelt, variiert der Wert von C nicht nur von Stoff zu Stoff, sondern auch für unterschiedliche Mengen desselben Stoffes. Um dies auszugleichen, können Wärmekapazitäten mengen- oder mengenmäßig angegeben werden. Bezieht man sich auf die Wärmekapazität pro Mol Material, so spricht man von molarer Wärmekapazität; wenn es sich stattdessen um die Wärmekapazität pro Gramm Material handelt, ist es die spezifische Wärmekapazität (s) – oder einfacher die „spezifische Wärme“. Diese Begriffe sind von größtem Wert, wenn sie sich auf reine Stoffe beziehen.
Technische Probleme stellen C oft als „gegeben“ bereit, während Q „unbekannt“ ist. Die Gleichung lautet Q=smΔT, wobei m die Masse in Gramm und ΔT der Temperaturanstieg in Grad Celsius ist. Die Wärmekapazität kann aus vielen Gründen ein wichtiger Parameter sein. Zur Veranschaulichung werden manchmal Materialien mit größerer Wärmekapazität als Wärmesenken verwendet, da sie Wärme wie ein Schwamm aufnehmen. Bemerkenswert ist in diesem Zusammenhang Wasser, das den höchsten bekannten C-Wert unter den gängigen Stoffen aufweist und sich damit hervorragend als Kühlerkühlmittel eignet.
In der Meteorologie spielt die Wärmekapazität bei mehreren Phänomenen eine Rolle, unter anderem, warum der Wind entlang der Küste tagsüber in eine andere Richtung weht als nachts. Land hat eine geringere Wärmekapazität als Wasser, daher erwärmt sich Land am Tag schneller als das Meer, während es nachts schneller abkühlt. Tagsüber ist die Luft über dem Meer kühler, nachts jedoch über dem Land. Warme Luft ist leicht und steigt auf, sodass kühlere und stärkere Brisen sie ersetzen können. Tagsüber wehen diese Brisen von Land zu Meer, während in der Nacht das Gegenteil der Fall ist, was sowohl Küstenvögel als auch Segelflieger beeinflusst.
Die Wärmekapazität soll Phasenänderungen wie beim Schmelzen von Eis zu Wasser nicht berücksichtigen. Dieses Phänomen wird gesondert betrachtet – diese Eigenschaft wird als „Fusionswärme“ bezeichnet. In ähnlicher Weise wird die Umwandlung von Flüssigkeit in Gas als „Verdampfungswärme“ bezeichnet. Eis hat eine außergewöhnlich hohe Schmelzwärme, die den Wettersystemen der Erde Stabilität verleiht und die Kühlung zu Hause praktisch macht. Seltsamerweise hat Ammoniakgas, das einst in industriellen und häuslichen Kühlsystemen verwendet wurde, eine noch höhere Wärmekapazität und Schmelzwärme.