Existen tres formas de transmisión de calor: conducción, convección y radiación. Tienen en común que el flujo neto de calor va en sentido de las temperaturas decrecientes.
Conducción
Si en un medio material contínuo y no vacío existe un gradiente de temperatura, el calor fluye en el sentido de la temperatura decreciente sin que exista simultáneamente ningún desplazamiento de materia a nivel macroscópico. Esta densidad de flujo de calor es proporcional al gradiente de temperatura y a la conductividad térmica del material según la ley de Fourier.
\begin{equation} q=-k\frac{dT}{dx} \end{equation}
Convección
Un volumen de fluido que circula por un punto dado, por el hecho de estar a una termperatura dada, lleva consigo una cierta entalpía. A este flujo de entalpía asociado al movimiento de un fluido se le denomina flujo convectivo de calor. (Transmisión de calor por el agua de las tuberías de los radiadores).
La densidad de flujo de calor transmitido por convección viene dado por $q=h(T_0-T_{\infty})$; siendo h el coeficiente de transmisión de calor por convección; $T_0$ la temperatura de la superficie; $T_{\infty}$ la temperatura en el seno de fluido.
Radiación
Es la transmisión de energía mediante ondas electromagnéticas y no precisa de un medio material; de hecho, el flujo de calor entre dos superficies que intercambian calor por radiación es máximo cuan hay vacío entre ambas. Tiene importancia desde el punto de vista de la transmisión de calor a elevadas temperaturas.
Cuando dos cuerpos a distinta temperatura intercambian energía por radiación, el flujo de calor viene dado por $Q=\sigma A (T_{1}^{4}-T_{2}^{4})$, donde A es el área de intercambio y $\sigma$ la conste de Stefan-Boltzmann.