Konduksi termal mengacu pada transfer energi panas karena suatu benda memiliki suhu yang berbeda. Untuk energi panas yang akan ditransfer menggunakan konduksi, seharusnya tidak ada gerakan objek secara keseluruhan. Energi panas selalu berpindah dari konsentrasi yang lebih tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah—yaitu, dari panas ke dingin. Oleh karena itu, jika salah satu bagian dari suatu benda panas, panas akan berpindah melalui konduksi termal ke bagian yang lebih dingin dari benda tersebut. Konduksi termal juga akan terjadi jika dua benda berbeda dengan suhu yang berbeda-beda bersentuhan satu sama lain.
Partikel—seperti atom dan molekul—dari benda dengan energi panas tinggi akan bergerak lebih cepat daripada benda dengan energi panas rendah. Ketika partikel dipanaskan, mereka dapat bergerak dan menabrak satu sama lain, sehingga mentransfer energi. Dalam banyak kasus padatan, partikel bergetar lebih cepat, menyebabkan partikel di sekitarnya bergetar. Ketika energi panas ditransfer, partikel yang bergerak lebih cepat akan melambat, sehingga menjadi lebih dingin, dan partikel yang bergerak lebih lambat akan bergerak lebih cepat, sehingga menjadi lebih hangat. Ini akan terus berlanjut sampai benda mencapai kesetimbangan termal.
Contoh konduksi termal adalah panci logam di atas kompor. Partikel sumber panas akan bergerak dan mentransfer energi panas ke partikel logam, menyebabkan mereka bergerak lebih cepat. Saat partikel dalam panci bergerak lebih cepat, panci menjadi lebih hangat. Selain itu, partikel dalam panci akan mentransfer panasnya ke makanan atau cairan di dalam panci. Hal ini memungkinkan makanan untuk memasak atau cairan mendidih.
Laju perpindahan panas suatu benda melalui konduksi disebut konduktivitas termal. Sebuah benda dengan konduktivitas rendah akan mentransfer panas lebih lambat dari benda dengan konduktivitas tinggi. Inilah sebabnya mengapa beberapa zat digunakan sebagai isolator sementara yang lain digunakan dalam aplikasi seperti memasak. Secara umum, padatan adalah konduktor panas yang lebih baik daripada cairan dan gas. Selain itu, logam biasanya merupakan konduktor termal yang lebih baik daripada zat non-logam.
Konduksi termal yang disebabkan oleh elektron yang bergerak lebih efisien daripada konduksi yang disebabkan oleh getaran. Alasan mengapa logam merupakan konduktor panas dan listrik yang baik adalah karena mereka memiliki banyak elektron yang dapat bergerak. Elektron, bagaimanapun, umumnya tidak pergi terlalu jauh ketika melakukan energi panas melainkan bertabrakan dan mentransfer energi panas ke elektron lain di dekatnya yang kemudian dapat bertabrakan dan mentransfer energi panas ke elektron lain yang dekat dengan mereka. Hasilnya adalah metode transfer energi yang efisien yang memberikan zat tersebut konduktivitas termal yang tinggi.