Varmeoverførsel optager et felt, der omfatter en lang række funktioner, fra de enkle processer med genopvarmning og afkøling af genstande til avancerede termodynamiske begreber inden for termisk fysik. For at forstå, hvordan en drink afkøles om somme

Konvektion beskriver varme overførsel mellem en overflade og en væske eller gas i bevægelse. Når væsken eller gassen bevæger sig hurtigere, øges den konvektive varmeoverførsel. To typer konvektion er naturlig konvektion og tvungen konvektion. Ved naturlig konvektion resulterer fluidbevægelse fra de varme atomer i væsken, hvor de varme atomer bevæger sig opad mod de køligere atomer i luften - væsken bevæger sig under påvirkning af tyngdekraften. Eksempler på dette inkluderer stigende skyer af cigaretrøg eller varme fra motorhjelmen i en bil, der stiger opad. Ved tvungen konvektion tvinges væsken til at bevæge sig over overfladen af en ventilator eller pumpe eller en anden ekstern kilde.
Varmeoverførsel og stråling

Stråling (må ikke forveksles med termisk stråling) henviser til overførsel af varme gennem tom plads. Denne form for varmeoverførsel forekommer uden et mellemliggende medium; stråling fungerer selv i og gennem et perfekt vakuum. F.eks. Rejser energi fra solen gennem rumvakuumet, før overførslen af varme varmer jorden.

Varmeoverførsel udgør en integreret del af uddannelsen i relevante fag, som f.eks. I læseplanen for kemisk eller maskinteknik . Fremstilling og VVS (opvarmning, ventilering og luftkøling) er eksempler på industrier, der i høj grad er afhængige af termodynamik og principper for varmeoverførsel. Termisk videnskab og termisk fysik er højere uddannelsesområder, der beskæftiger sig med varmeoverførsel.