O fogo foi, por séculos, considerado um fluido especial chamado de . Dessa maneira, quando dois corpos entravam em contato, o corpo mais quente transferiria calórico para o mais frio, até haver uma igualação das temperaturas. Benjamin Thompson atribuiu a idéia – posteriormente confirmada por James Joule – atual de que o calor é uma forma de . Depois, Rudolf Clausius estudou o calor produzindo trabalho (processo inverso a experiência de Joule) e formulou duas leis da termodinâmica: a lei de , que diz que em um sistema fechado a temperatura é constante; e a lei , que afirma que o calor não flui do corpo mais frio para o mais quente espontaneamente. Essa última foi reforçada por Kelvin, que comprovou que o calor transferido depende da diferença das temperaturas.
Quanto as propriedades térmicas dos materiais, Joseph Black notou que diferente corpos expostos a um mesmo calor atingem diferentes temperaturas. Assim, formulou a teoria do calor – capacidade de absorver calor de um corpo.
A propagação da energia térmica ocorre de três maneiras diferentes: por , onde o calor é transmitido de partícula para partícula transferindo energia da região mais quente para a mais fria; por , onde a matéria se movimenta para transportar calor; e por , onde é transmitido por radiação eletromagnética.