La conducción térmica se refiere a la transferencia de energía térmica debido a que un objeto tiene diferentes temperaturas. Para que la energía térmica se transfiera por conducción, no debe haber movimiento del objeto en su conjunto. La energía térmica siempre se mueve de la de mayor concentración a la de menor concentración, es decir, de caliente a fría. Por lo tanto, si una parte de un objeto está caliente, el calor se transferirá por conducción térmica a la parte más fría de ese objeto. La conducción térmica también tendrá lugar si dos objetos diferentes de diferentes temperaturas se tocan entre sí.
Las partículas, como átomos y moléculas, de un objeto con alta energía térmica se moverán más rápido que las de un objeto con baja energía térmica. Cuando las partículas se calientan, pueden moverse y chocar entre sí, transfiriendo energía. En el caso de muchos sólidos, las partículas vibran más rápido, lo que hace que las partículas circundantes vibren. Cuando se transfiere energía térmica, las partículas que se mueven más rápido se ralentizarán, por lo que se enfriarán, y las partículas que se mueven más lentamente se moverán más rápido, por lo que se calentarán. Esto continuará hasta que el objeto alcance el equilibrio térmico.
Un ejemplo de conducción térmica es una olla de metal en la estufa. Las partículas de la fuente de calor se moverán y transferirán energía térmica a las partículas del metal, haciendo que se muevan más rápido. A medida que las partículas de la olla se mueven más rápido, la olla se calienta. Además, las partículas en la olla transferirán su calor a la comida o al líquido dentro de la olla. Esto permite que la comida se cocine o que el líquido hierva.
La velocidad a la que un objeto transfiere calor por conducción se llama conductividad térmica. Un objeto con baja conductividad transferirá calor más lentamente que un objeto con alta conductividad. Es por eso que algunas sustancias se utilizan como aislantes mientras que otras se utilizan en aplicaciones como la cocina. En general, los sólidos son mejores conductores de calor que los líquidos y los gases. Además, los metales suelen ser mejores conductores térmicos que las sustancias no metálicas.
La conducción térmica causada por electrones en movimiento es más eficiente que la conducción causada por vibración. La razón por la que los metales son tan buenos conductores de calor y electricidad es porque tienen muchos electrones que pueden moverse. Sin embargo, los electrones generalmente no van muy lejos cuando conducen energía térmica, sino que chocan y transfieren energía térmica a otros electrones cercanos que luego pueden chocar y transferir energía térmica a otros electrones cercanos a ellos. El resultado es un método de transferencia de energía eficiente que confiere a estas sustancias una alta conductividad térmica.