Maddenin kinetik teorisi, maddenin tüm fazlarının serbest hareketli parçacıklara sahip olduğunu belirtir. Yüksek enerjili, serbest hareket eden parçacıklar daha yavaş parçacıklarla çarpıştığında ısı transfer edilir. Bir çarpışma zincir reaksiyonu, ısının katının bir kısmından diğerine geçmesine neden olur.
Bir nesnenin sıcaklığı, içindeki parçacıkların kinetik enerjisine dayanır. Bir nesne ısıtıldığında, ısı kaynağının yakınındaki serbest hareketli parçacıklar uyarılır ve nesnede ısı yaratır. Bu uyarılmış parçacıklar daha hızlı hareket eder ve sonunda yavaş parçacıklarla çarpışır. Daha yavaş olan parçacıklar heyecanlanır ve ısıyı transfer eden diğer parçacıktan enerjiyi emer. Uyarılan parçacıklar daha yavaş parçacıklarla çarpışmaya devam ettikçe, oluşturulan ısı, nesnenin yüzeyinde hareket ederek daha yavaş olan her parçacıklara aktarılır.
Gazlardaki ısı transferi, parçacıklar arasındaki mesafeden dolayı zayıf. Katılar parçacıklar arasında daha az mesafeye sahiptir, ancak katının yapısı hareketi kısıtlar, bu nedenle ahşap iyi bir ısı transferine sahip değildir. Daha yüksek sıcaklık veya daha yüksek enerji parçacıklarından daha düşük sıcaklığa veya daha düşük enerji parçacıklarına ısı transfer işlemine iletim adı verilir. Radyasyon ve konveksiyonun neden olduğu ısı transferleri farklı şekilde düzenlenir.
