Ein Wärmehaushalt wird erreicht, wenn die Wärmemenge, die in ein System eindringt, gleich der Wärmemenge ist, die es verlässt. Die Gesamttemperatur eines Systems im Wärmehaushalt bleibt über die Zeit stabil. In einigen Fällen kann stattdessen der Begriff Energiebilanz verwendet werden. Systeme in den Bereichen Biologie, Geologie, Fertigung und Raumfahrzeugdesign müssen oft auf stabilen Temperaturen gehalten werden, um richtig zu funktionieren.
Homöostase bei Tieren beinhaltet das Konzept, die Innentemperatur des Tieres relativ stabil zu halten. Bei vielen Organismen, einschließlich Säugetieren und Vögeln, muss die im Organismus vorhandene Wärmemenge konstant bleiben, da bereits geringe Wärmeschwankungen zum Absterben des Organismus führen können. Tiere verlieren Wärme über ihre Haut und erzeugen Wärme über ihren Stoffwechsel, um steigende und fallende Außentemperaturen auszugleichen. Wenn die vom Tier abgestrahlte Wärmemenge und die vom Tier erzeugte oder absorbierte Wärmemenge relativ gleich sind, befindet sich dieses Tier in einem Zustand des Wärmeausgleichs.
In der Geologie bezeichnet der Begriff Wärmebilanz die von einem ganzen Planeten aufgenommene und abgegebene Wärmemenge. Ein Planet wird durch die Sonne und zu einem geringen Teil durch die Freisetzung von Magma aus dem Kern des Planeten erwärmt. Der Planet strahlt einen Teil dieser Wärme wieder in den Weltraum ab. Der Wärmehaushalt ist geologisch ein wichtiges Konzept, denn wenn sich der Planet in Bezug auf die Wärme nicht in einem relativen Gleichgewichtszustand befindet, können die Durchschnittstemperaturen steigen oder fallen, was entweder zu einer globalen Erwärmung oder einer globalen Abkühlung führt. Schon eine geringfügige Änderung des Wärmehaushalts eines Planeten kann sich auf die Organismen auswirken, die den Planeten bewohnen.
Der Wärmehaushalt ist ein wichtiges Konzept im Maschinenbau, da viele Maschinen nur in einem bestimmten Temperaturbereich laufen. Als Kühlkörper bezeichnete Geräte werden verwendet, um überschüssige Wärme von elektrischen Komponenten abzustrahlen, damit die Maschinen eine stabile Temperatur aufrechterhalten können. Ebenso müssen Raumfahrzeuge relativ stabile Temperaturen aufrechterhalten, sind aber mehr Hitze ausgesetzt, wenn sie sich auf eine Wärmequelle wie die Sonne oder einen Planeten zubewegen. Die Konstruktion dieser Schiffe mit anpassungsfähigen Wärmeausgleichssystemen ermöglicht es ihnen, auf ihrer Reise durch den Weltraum weiterhin zu funktionieren.
Wenn Ingenieure Fabriken entwerfen, muss die Wärmebilanz des Fabrikbetriebs berücksichtigt werden. In vielen Fällen wird Wärme aus einer Fabrik in Form von Rauch oder Dampf abgegeben. Dadurch kann Energie verschwendet werden, die die Fabrik recyceln könnte, was dazu beiträgt, die Betriebskosten zu senken. Eine Fabrik mit einer guten Wärmebilanz findet eine Verwendung für den Großteil der zusätzlichen Wärme, die sie erzeugt.