Isı aktarımı, farklı sıcaklıklara sahip maddeler arasında enerji alışverişi olup; bu süreç iletim, taşınım ve ışınım olmak üzere üç temel yolla gerçekleşir. İletimde, durgun bir ortamda birbirine temas eden moleküllerin titreşimi ile ısı aktarılır ve bu olay daima sıcaklığı yüksek olan ortamdan düşük olana doğru ilerler; metaller en iyi iletkenler arasındadır. Taşınım, katı bir yüzey ile akışkan arasında gerçekleşir ve enerji, akışkanın kütlesel hareketi (akımları) sayesinde iletilir; bu akımlar genellikle sıcaklık ve yoğunluk farklarından kaynaklanır. Işınım yoluyla ısı transferi ise, araya giren herhangi bir ortam gerektirmeden birbirini gören yüzeyler arasında, fotonlar (elektromanyetik dalgalar) aracılığıyla gerçekleşir. Bu üç temel mekanizma; termodinamik, akışkanlar mekaniği ve malzeme bilimi ile iç içedir ve mühendislikte ısıtma-soğutma sistemlerinin hesaplamalarında (algılanabilir ısı, gizli ısı, toplam ısı gibi kavramlar ve ASHRAE standartları) yaygın olarak kullanılır. Günlük hayattaki cihazlardan endüstriyel tesislere kadar geniş bir alanda, verimi artırmak için bu üç yolun bir arada ve doğru modellenmesi büyük önem taşır.