Wanneer warmte wordt toegevoegd aan een voorwerp komen de atomaire deeltjes daarvan in beweging. Deze bewegingen zijn echter willekeurig van richting. Dit staat in tegenstelling tot wat er gebeurt als er kinetische energie aan het voorwerp (een auto bijvoorbeeld) wordt toegevoegd. Ook dan komen de deeltjes in beweging maar ditmaal allemaal dezelfde kant op. Bij het afremmen gaat deze gerichte beweging in de ongerichte vorm (warmte in de remmen) over.

Warmte wordt wel gezien als een laagwaardige vorm van energie, omdat allelei andere vormen van energie gemakkelijk (dat wil zeggen met een hoog rendement) in warmte zijn om te zetten, terwijl het omgekeerde niet zo gemakkelijk gaat.

Er is een verband tussen warmte en temperatuur: het toevoeren van warmte aan een hoeveelheid stof heeft, tenzij er een fasenovergang optreedt, een verhoging van de temperatuur tot gevolg. De hoeveelheid warmte die nodig is om een kilogram van een bepaalde stof een graad (of een Kelvin) in temperatuur te doen stijgen is (onder meer) afhankelijk van de stof en staat bekend als de soortelijke warmte.

Bij een mengsel van verschillende fasen van dezelfde stof, bijvoorbeeld kokend water of smeltend ijs, veroorzaakt het toevoeren van extra warmte alleen een verschuiving van de verhoudingen tussen de twee fasen: bij het koken van water wordt water in waterdamp omgezet, terwijl de temperatuur constant blijft.