La materia transferirá energía térmica de una de estas tres formas: por conducción, convección y radiación. Cuando se juntan dos objetos de diferentes temperaturas, los objetos se esforzarán por alcanzar el equilibrio térmico. Es decir, el calor se transferirá de la concentración más alta a la concentración más baja, de caliente a frío. En otras palabras, el objeto más caliente transferirá calor al objeto más frío hasta que ambos objetos tengan la misma temperatura. Una vez que los objetos alcancen el equilibrio, tenderán a permanecer allí a menos que haya algún tipo de cambio externo.
Las moléculas de un objeto con mayor energía térmica vibran más rápido que un objeto con baja energía térmica. Las moléculas en movimiento pueden chocar con otras moléculas, haciendo que se muevan a medida que se transfiere la energía. La conducción es lo que sucede cuando los objetos transfieren energía térmica mediante moléculas que chocan entre sí. Esto se puede ver cuando se sumerge una cuchara de metal en té caliente. Las moléculas del té vibran contra las moléculas de la cuchara, lo que hace que las moléculas se aceleren y, por lo tanto, la cuchara se caliente.
Otra forma de mover la energía térmica es la convección. La convección tiene que ver con la transferencia de calor a través del movimiento de los fluidos. Hay dos tipos de convección: convección natural y forzada. La convección forzada utiliza objetos como una bomba o un ventilador para mover fluidos y transferir calor. Los ejemplos de convección forzada incluyen hornos de convección y sistemas de radiadores de calor de fluidos.
La convección natural ocurre cuando un fluido tiene dos temperaturas diferentes que causan densidades diferentes. Un ejemplo de convección natural es el agua que se calienta en una estufa. El calor de la estufa calienta el fondo del agua, lo que hace que las moléculas vibren más rápido. Cuando las moléculas vibran, se expanden y pierden densidad, lo que hace que el agua más caliente se eleve y el agua más fría se hunda. El agua más fría se calentará y subirá a la superficie. La corriente circular que produce este proceso se llama corriente de convección y es responsable de muchos aspectos del clima.
El último método que utiliza el mundo para transferir energía térmica es la radiación. Con la radiación, los objetos pueden transferir energía térmica a través del vacío. Este es el tipo de transferencia de calor por el cual el sol calienta la tierra. En este proceso, la energía térmica se transfiere en forma de rayos infrarrojos. Aunque la energía térmica se puede transferir a través de la radiación, sentimos el calor cuando los rayos infrarrojos inciden en un objeto, como el aire, y hacen que las moléculas se muevan más rápido, calentando así.