Insinyur termal adalah spesialis yang menggunakan pengetahuan termodinamika untuk merancang dan membangun sistem yang mentransfer panas atau energi. Pengetahuan yang kuat tentang dinamika fluida sering dibutuhkan oleh para insinyur ini karena cairan dan gas biasanya merupakan media perpindahan panas. Dalam bidang teknik termal, ada sejumlah bidang khusus lainnya. Insinyur termal dapat bekerja dengan sistem yang sangat kecil, seperti yang ada di dalam elektronik atau sistem yang sangat besar, seperti di gedung atau kendaraan. Selain itu, insinyur ini mungkin diharapkan untuk merancang atau membangun sistem yang mentransfer panas ke dalam atau keluar dari bentuk energi lain.
Salah satu tanggung jawab umum seorang insinyur termal adalah merancang sistem untuk pemanasan dan pendinginan. Sistem ini bisa kecil, seperti yang ditemukan di komputer atau elektronik, atau besar, seperti yang ditemukan di gedung atau pesawat terbang. Fluida atau gas sering digunakan untuk memindahkan panas di sekitar sistem agar tetap pada suhu optimal.
Pemahaman yang baik tentang termodinamika, studi tentang bagaimana panas bergerak melalui suatu sistem, sangat penting untuk seorang insinyur termal. Cairan, cairan, dan bahan padat yang berbeda mentransfer panas dengan cara yang berbeda. Saat merancang atau membangun sistem perpindahan panas, para insinyur memperhitungkan berbagai bahan yang digunakan. Eksperimen dan simulasi sering memberi para insinyur ini banyak informasi tentang cara panas berpindah melalui sistem yang sudah jadi.
Tugas seorang insinyur termal dapat melibatkan desain dan konstruksi aktual dari sistem ini, atau dapat lebih bersifat teoretis. Model dan simulasi komputer sering digunakan dalam termodinamika untuk memprediksi bagaimana sistem akan merespons perubahan suhu, apakah perubahan itu diciptakan oleh sumber eksternal atau oleh proses internal. Seorang insinyur dapat dipekerjakan untuk memberikan analisis dan saran dalam pengembangan sistem yang kompleks.
Hal ini juga memungkinkan bagi seorang insinyur termal untuk bekerja dengan transfer panas ke atau dari jenis energi lain. Panas, gerak, aktivitas listrik dan perubahan kimia dapat diubah menjadi satu sama lain yang mungkin diinginkan atau efek yang perlu dilawan oleh seorang insinyur. Seorang insinyur dapat merancang cara untuk memindahkan panas dari bagian mekanis mesin sehingga panas yang dihasilkan dari gerakan mesin tidak merusaknya. Energi listrik juga dapat dihasilkan dari peningkatan suhu sistem, yang, tergantung pada sifat sistem, mungkin perlu dimanfaatkan atau dilawan.