Den type energi, der primært er forbundet med den tilfældige bevægelse og arrangement af partikler i et stof, kaldes termisk energi. Termisk energi er den energi, der er forbundet med bevægelsen af atomer og molekyler i et stof. Når temperaturen af et stof stiger, stiger den gennemsnitlige kinetiske energi af dets partikler også, hvilket fører til mere kraftig og hurtig bevægelse. Termisk energi kan overføres mellem objekter gennem ledning, konvektion og stråling.