Cantitatea de căldură (notată Q) este energia transferată între un sistem termodinamic și mediul înconjurător, între două sisteme sau între părți ale aceluiași sistem, ca urmare a unei diferențe de temperatură, iar conform principiului al doilea al termodinamicii, transferul se face spontan de la cald la rece. Spre deosebire de lucrul mecanic (care este direcțional și limitat la grade specifice de libertate), căldura este asociată cu mișcarea stohastică a particulelor, precum atomi sau molecule, fiind o consecință a energiei cinetice microscopice care crește dezordinea și legătura cu entropia. Un corp nu „are” o anumită căldură, ci posedă energie internă; astfel, energia schimbată sub formă de căldură într-un proces modifică energiile interne ale corpurilor, iar direcția transferului poate fi inversată sau valorificată cu ajutorul pompelor de căldură sau motoarelor termice.

În Sistemul Internațional de Unități (SI), căldura se măsoară în Jouli (J), deși istoric s-au folosit multe alte unități. Cuantificarea se realizează prin calorimetrie, unde căldura sensibilă determină o schimbare de temperatură, în timp ce căldura latentă are loc la temperatură constantă, modificând o variabilă de stare precum presiunea sau volumul. Înțelegerea căldurii este esențială pentru transformările termodinamice, de la aplicațiile industriale la ingineria energetică, fiind unul dintre noțiunile fundamentale ale fizicii moderne.