Para compreender em que se consiste o fluxo de calor é necessário destingui-lo, por um lado, da temperatura, por outro, da energia interna de um sistema. Este aspecto é particularmente importante porque ás vezes, na linguagem comum, confunde-se calor com temperatura alta. Diz-se, por exemplo, que "faz calor" para indicar que a temperatura atmosférica está elevada. A temperatura é a manifestação, no plano macroscópico, das propriedades microscópicas de um sistema. Trata-se de uma medida de energia cinética produzida pelo movimento das partículas que formam o corpo como, por exemplo, átomos ou moléculas. A energia interna decorre do movimento desordenado dessas partículas, ou seja, da energia de seu movimento interno. Por meio das colisões que se produzem entre as partículas, ás que têm uma energia cinética maior (as do sistema em temperatura mais alta) perdem uma energia que é ganha pelas partículas cuja energia cinética é inicialmente menor ( as do sistema em temperatura mais baixa). Registra-se, por conseguinte, um fluxo de energia de um sistema ao outro e, se no processo não se produz trabalho mecânico nem alteração química, essa energia é exatamente igual ao calor intercambiado entre os dois sistemas.

Pode-se observar uma relação entre as grandezas de calor, trabalho e energia. As três podem inclusive ser medidas com a mesma unidade (joule, por exemplo). De outro ponto de vista, existe um diferença conceitual entre temperatura e medida de calor: a temperatura e a energia interna definem o estado de um sistema, portanto, são variáveis de estado, enquanto o calor não o é. De um sistema pode-se dizer que apresenta um valor de temperatura, mas não contem uma quantidade determinada de calor. O calor é uma energia em trânsito e não uma grandeza que caracterize o estado térmico de um sistema: determina mais propriamente a influencia energética entre sistemas com temperaturas diferentes.