매개체를 통한 열전달은 형태가 고정되어 있는 매개체를 통한 전도 열전달과 이동하는 매개체를 통한 대류 열전달로 구분하여 정의합니다. 이 외에도 전자기파 형태로 매개체없이 전달하는 복사 열전달이 존재하며, 모든 열전달 물리현상은 이 세가지를 통해 정의할 수 있습니다.
기본적인 열전달 지배방정식은 외부에서 공급되는 에너지, 그리고 대류와 전도에 의해 유출되는 에너지의 양이 일정하다는 에너지보존의 법칙으로부터 유도할 수 있습니다.
전도는 물질의 분자간 상호작용에 의해 열이 확산되는 현상으로 온도 구배(temperature gradient)에 비례하며, 이를 “Fourier’s Law”라 합니다. 분자의 진동으로 인한 운동에너지와 자유 전자에 의한 에너지 이동으로 정의가 되는 것입니다. 열전도에 의해 전달되는 열유속(heat flux)은 온도 구배에 비례하며 미소영역에서의 에너지 변화량은 다음 식과 같습니다.
