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传热学是研究热量传递规律的一门科学，属于工程物理学的分支学科，主要研究能量以热和功的形式在传递、转化过程中的规律。传热有3种方式：热传导、热对流及热辐射。此3种传热方式之间可以相互叠加，在某一传热方式确定的情况下，另外两种传热方式所产生的影响可能很大也可能很小，当传热方式产生的影响较小时，可做相应的简化操作处理。
热传导可以定义为一个物体不同部分之间或两个物体间由于温差而引起的热量的交换。热传导满足热力学第二定律，其中温差是热量传递的动力，其根本原因是基本粒子的运动，无论是固体、液体还是气体的内能都是与组成它们的基本粒子运动相联系的，由于基本粒子存在能量差而产生热传导，因此这种传热方式使组成物体的基本粒子的动能趋于一致。热传导的传递规律遵循傅里叶定律，热流密度定义为
式中，
q
x
为热流密度（W/m
2
）；
λ
为物体的导热系数[W/（m·K）]；
T
为物体的热力学温度（K）；
为垂直于物体等温面上的单位方向距离（m）；
为热流方向上的温度梯度。可见热流密度是一个与温度梯度变化呈线性关系的向量，它的方向垂直于等温面，它的正方向为温度降低的方向，表示物体内由热及冷的热量流动趋势，也因此要在公式前面加负号。
热对流又称对流换热，是指流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程，表现在液体或气体从温度高处吸收热量，并将热量传递到温度低处的现象。对流换热分为自然对流和强制对流两种方式。自然对流是指由于流体内温差的存在而引起流体内压强或密度的不均匀，从而导致流体流动循环的现象。强制对流是指由于各种泵、风机或其他外力的推动而造成的流体内压强或密度的不均匀，从而导致流体流动循环的现象，一般热流速度相对于自然对流较快。
如果这两个系统是固体和气体，为了表示对流换热的影响，可以采用牛顿冷却定律描述热流在温度不同的两个系统之间单位时间内的热量传递情况，牛顿冷却定律可以表示为
式中， Q 为热流率（W）； h 为对流换热系数，亦称膜传热系数[W/（m 2 ·K）]； A 为表面面积（m 2 ）； T 1 为固体表面的热力学温度（K）； T 2 为周围流体的热力学温度（K）。
众所周知，物质是由电子、原子及分子组成的，它们在物质内部呈现的是多种多样的运动形态，并且是不停地运动，这种不停地运动所具有的能量称为内能，通常情况下以能级标示这些运动状态具有的能量。通常情况下，物质为了保持自身的稳定总是将能量保持在最低的运动状态，如果打破平衡，外界的作用会将能量传到物质内部使其能量升高，这时候物质因处于高能量状态而被称为激发状态，在此状态下物质内部的电子、原子和分子的运动状态是极其不稳定的，一般持续的时间都很短，很快就会把自身多余的能量释放出来以维持自身低能运动的稳态，通常以电磁波的形式释放能量。辐射就是从物质内部释放出来的能量。
红外辐射及其他的光辐射都与组成物质的电子、原子和分子的运动有不可分割的关系，物体越热表明其发射的红外辐射越强 [1] 。通过温度来描述物体粒子运动的剧烈程度，物体内部粒子运动的剧烈程度随温度的升高而加剧，相反，当物体内部粒子都处于静止状态时，物体处于绝对零度，对外发出的辐射能量为零。
热辐射是相互的，系统内的每个物体都会同时辐射和吸收热量，物体之间的辐射净热量传递可以表示为
式中， ε 为辐射率； σ 为斯特藩-玻耳兹曼常数，其值约为5.67×10 -8 W/（m 2 · k 4 ）； A 1 为辐射面1的面积（m 2 ）； F 12 为辐射面1到辐射面2的形状系数； T 1 为辐射面1的热力学温度（K）； T 2 为辐射面2的热力学温度（K）。