Warmte is een vorm van energie die van nature stroomt van een systeem met een hogere temperatuur naar een systeem met een lagere temperatuur, en kan worden overgedragen via geleiding, straling of convectie. Historisch werd warmte aanvankelijk als een stofeigenschap beschouwd, maar rond 1840 bewees James Joule experimenteel dat mechanische arbeid en warmte gelijkwaardige vormen van energie-uitwisseling zijn, waarmee hij het eerdere inzicht van Graaf Rumford (Benjamin Thompson) bevestigde. In de thermodynamica hangt warmte samen met de beweging van moleculen; de temperatuur is een maat voor de gemiddelde kinetische energie, en de hoeveelheid warmte die nodig is om één gram materiaal één graad te laten stijgen, noemt men de soortelijke warmte. Volgens de eerste wet van de thermodynamica kan toegevoerde warmte zowel de inwendige energie verhogen als arbeid verrichten, maar warmte zelf is géén toestandsfunctie, in tegenstelling tot bijvoorbeeld druk of volume. Wel is de gereduceerde warmte (Q/T) een toestandsfunctie, die een cruciale rol speelt in de formulering van de tweede wet van de thermodynamica. Tot slot is het een hardnekkige misvatting dat warmtetoevoer altijd tot een temperatuurstijging leidt, omdat de energie ook volledig in arbeid kan worden omgezet.