Tahkised, vedelikud ja gaasid vahetavad energiat erinevalt. Seetõttu eristatakse kolme soojusülekande liiki: soojusjuhtivus, konvektsioon ja soojuskiirgus. Soojuse levimine paigalolevas gaasis ja vedelikus seletub molekulide kaootiliste põrgetega, mille tagajärjel soojusliikumise energia kandub kõrgema temperatuuriga piirkonnast madalama suunas. Kristallilistes kehades määrab energia ülekande kiiruse nii kristallvõre aatomite seotus kui ka vabade elektronide liikumine.
Kui toas on soojem kui õues, siis läheb läbi seina soojushulk , mis on võrdeline temperatuuride vahega toas ja õues , seina pindala ja ajaga ning pöördvõrdeline seina paksusega .
Võrdetegur iseloomustab seina materjali ja seda nimetatakse soojusjuhtivusteguriks. Selle ühikuks SI-s on
Soojusjuhtivustegur näitab, kui suur soojushulk läbib ühe kraadi temperatuuride vahe korral üheruutmeetrise pindala ja ühe meetri paksust seina ühes sekundis. Paekivi soojusjuhtivustegur on . See tähendab, et paekivist ühe meetri paksuse müüri igast ruutmeetrist läheb ühes sekundis läbi džauli energiat, kui müüri pindade temperatuuride vahe on üks kraad. Seisva õhu soojusjuhtivustegur samades ühikutes on , st soojusjuhtivus on 48 korda väiksem. Soojustusmaterjalides püütaksegi tekitada olukord, et neis oleks soojuse liikumise suunas võimalikult paks kiht liikumatut õhku (nt vahud, villad).
Gaaside ja vedelike puhul on vaja arvestada ka konvektsiooni. Üldjuhul gaasid ja vedelikud soojenedes paisuvad ning nende tihedus väheneb. Tekivad tõusvad voolud, mis kõrgemal jahtudes uuesti alla liiguvad. Ringlevad õhuvoolud ühtlustavad keskkonna temperatuuri ja konvektsiooni tõttu ringlev õhk juhib oluliselt paremini soojust kui seisev. Konvektsiooninähtused mängivad olulist rolli atmosfääri ja maailmamere energiavahetuses.
Kõik kehad kiirgavad olenevalt temperatuurist ja pinna omadustest soojust. Soojuskiirgus ei vaja levimiseks keskkonda ning levib ka vaakumis. Rohkem kiirgavad kõrge temperatuuriga ja tumedad kehad. Elu maakeral on võimalik tänu Päikese soojuskiirgusele.