Termisk energi gör att partiklarna i materia rör sig snabbare. Denna ökade rörelse gör att materia expanderar och blir mindre tät. Till exempel när vatten värms upp rör sig vattenmolekylerna snabbare och vattnet expanderar. Det är därför is flyter på vattnet.

Termisk energi kan också få materia att ändra fas. Till exempel, när vatten värms upp till 100 grader Celsius (212 grader Fahrenheit), kokar det och ändras från en vätska till en gas. Det beror på att vattenmolekylerna rör sig så snabbt att de bryter sig loss från varandra och bildar en gas.

Termisk energi kan också orsaka kemiska reaktioner. Till exempel när ved eldas gör värmeenergin från elden att veden bryts ner till mindre molekyler och frigör energi i form av värme och ljus.