Termostaatin energiatase

Kun lämpöenergia siirtyy esineeseen tai tilaan, sen lämpötila nousee, mikä lisää sen atomien, kuten esineiden ja huoneen ilman, keskimääräistä kineettistä energiaa. Kohteesta tai tilasta lähtevä lämpöenergia alentaa sen lämpötilaa. Lämpö virtaa paikasta toiseen (aina korkeasta lämpötilasta matalaan lämpötilaan) yhden tai useamman kolmesta prosessista: johtuminen, konvektio ja säteily. Johtamisessa energia siirtyy atomista toiseen suoran kosketuksen kautta. Konvektiossa lämpöenergia siirtyy johtuen johonkin liikkuvaan nesteeseen (kuten ilmaan tai veteen) ja neste siirtyy lämmön mukana paikasta toiseen. Joissakin tapauksissa nesteen lämpöenergia siirtyy yleensä johtumisen kautta uudelleen muihin esineisiin. Nesteen liikettä voi ohjata negatiivinen kelluvuus, kuten kun viileämpi ilma (siis suurempi tiheys) laskee ja siirtää siten lämpimämpää ilmaa (pienempi tiheys) ylös (luonnollinen konvektio) tai tuulettimen tai pumpun pakotettu konvektio. Säteilyssä kuumennettujen atomien tuottamaa sähkömagneettista säteilyä absorboivat muut atomit, jotka ovat lähellä tai kaukana tähtitiedettä. Esimerkiksi aurinko säteilee lämpöä näkymättömän ja näkyvän sähkömagneettisen energian muodossa. Niin kutsuttu "valo" on vain kapea alue sähkömagneettista spektriä.