При теплових процесах тепло передається від однієї речовини до другої. Рушійною силою будь-якого процесу теплообміну є різниця температур більш нагрітого і менш нагрітого тіл, при наявності якої тепло довільно, у відповідності з ІІ законом термодинаміки, переходить від більш нагрітого до менш нагрітого тіла. 

Речовини, які беруть участь в процесі переходу тепла (теплообміну) називаються теплоносіями. Речовина з більш високою температурою, яка в процесі теплообміну віддає тепло, називається гарячим теплоносієм, а речовина з більш низькою температурою, яка приймає тепло - холодним теплоносієм. 

Існує два основних способи проведення теплових процесів: 

• шляхом безпосереднього стикання теплоносіїв;
• передачею тепла через стінку, яка розділяє теплоносії. 

При передачі тепла шляхом безпосереднього стикання теплоносії, як правило, змішуються одне з одним, що не завжди допустимо; тому даний спосіб застосовується порівняно рідко, хоча він значно простіший в апаратурному оформленні. При передачі тепла через стінку теплоносії не змішуються і кожний з них рухається по окремому каналу; поверхня стінки, яка розділяє теплоносії, використовується для передачі тепла і називається поверхнею теплообміну. 

Розрізняють сталі і несталі процеси теплопередачі. 

При сталому (стаціонарному) процесі температура в кожній точці апарату не змінюється з часом, тоді як при сталому процесі температура змінюється з часом. Сталі процеси відповідають безперервній роботі апаратів з постійним режимом; несталі процеси протікають в апараті періодичної дії, а також при пуску і зупинці апаратів безперервної дії і зміні режиму їх роботи. 

Передача тепла від одного тіла до другого може відбуватися шляхом: 

• теплопровідності; 
• конвекції;
• випромінювання. 

Передача тепла теплопровідністю здійснюється шляхом переносу тепла при безпосередньому стиканні окремих частинок тіла. При цьому енергія передається від однієї частинки до другої в результаті коливального руху частинок, без їх переміщення один відносно одного. Передача тепла конвекцією відбувається тільки в рідинах і газах шляхом переміщення їх частинок. Переміщення частинок обумовлене рухом всієї маси рідини або газу (примусова конвекція), або різницею густин рідини в різних точках об’єму, яка викликана нерівномірним розподілом температури в масі рідини або газу (вільна або природна конвекція). Конвекція завжди супроводжується передачею тепла шляхом теплопровідності. Передача тепла випромінюванням відбувається шляхом переносу енергії у вигляді електромагнітних хвиль. В цьому випадку теплова енергія перетворюється в променеву енергію (випромінювання). Розглянуті види передачі тепла рідко зустрічаються в чистому вигляді, як правило вони супроводжують один одного (складний теплообмін). Так при передачі тепла через стінку перенос тепла від гарячого теплоносія до стінки і від стінки до холодного теплоносія здійснюється конвекцією, а через стінку - теплопровідністю. Втрати тепла з нагрітої поверхні в навколишнє середовище відбувається шляхом конвекції і випромінювання.