När värmeenergi överförs ökar den inre energin i det mottagande systemet, medan den inre energin i det emitterande systemet minskar. Detta resulterar i en förändring av temperaturen i de inblandade systemen. Värmeenergi kan överföras genom olika mekanismer som ledning, konvektion och strålning.
Sammanfattningsvis är värmeenergi synonymt med termisk energi och båda termerna beskriver överföringen eller flödet av värmeenergi mellan system eller objekt vid olika temperaturer.