Teoria cinetică a materiei afirmă că toate fazele materiei au particule în mișcare liberă. Căldura este transferată atunci când particulele cu intensitate mare, care se mișcă liber, se ciocnesc cu particule mai lente. O reacție în lanț a coliziunilor determină transferul căldurii dintr-o parte a solidului în cealaltă.
Temperatura unui obiect se bazează pe energia cinetică a particulelor din interiorul acestuia. Atunci când un obiect este încălzit, particulele care se mișcă în apropierea sursei de căldură sunt excitate și creează căldură în obiect. Aceste particule excitate se deplasează mai repede și în cele din urmă se ciocnesc cu particule mai lente. Particulele mai lent devin excitate și absorb energie din cealaltă particulă, care transferă căldura. Pe măsură ce particulele excitate continuă să se ciocnească cu particule mai lente, căldura creată este transferată la fiecare particulă mai lentă, care se deplasează pe suprafața obiectului.
Transferul de căldură în gaze este slab din cauza distanței dintre particule. Solidul are o distanță mai mică între particule, dar structura solidului constricțează mișcarea, motiv pentru care lemnul nu are un transfer bun de căldură. Procesul de transfer de căldură de la temperaturi mai ridicate sau particule de energie mai mari la temperaturi mai scăzute sau particule de energie mai mici se numește conducție. Transferurile de căldură cauzate de radiație și convecție sunt reglementate diferit.
