Η εισροή θερμικής ενέργειας (Q) που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας (T) μιας ουσίας κατά ένα βαθμό Κελσίου (1° C), ορίζεται ως η θερμοχωρητικότητα της (C). Δεδομένου ότι είναι μια «εκτεταμένη» ιδιότητα, η τιμή του C διαφέρει όχι μόνο από ουσία σε ουσία, αλλά και για διαφορετικές ποσότητες της ίδιας ουσίας. Για να προσαρμοστεί αυτό, οι θερμικές ικανότητες μπορούν να δηλωθούν με όρους που ενσωματώνουν την ποσότητα ή την ποσότητα. Εάν γίνεται αναφορά στη θερμοχωρητικότητα ανά mole υλικού, ονομάζεται μοριακή θερμοχωρητικότητα. Αν πρόκειται να θερμανθεί η χωρητικότητα ανά γραμμάριο υλικού, είναι η ειδική θερμοχωρητικότητα (ες) — ή πιο απλά, η «ειδική θερμότητα». Αυτοί οι όροι έχουν τη μεγαλύτερη αξία όταν αναφέρονται σε καθαρές ουσίες.
Τα μηχανικά προβλήματα συχνά παρέχουν το C ως “δομένο”, ενώ το Q είναι “άγνωστο”. Η εξίσωση είναι Q=smΔT, όπου m είναι η μάζα σε γραμμάρια και ΔT η αύξηση της θερμοκρασίας σε βαθμούς Κελσίου. Η θερμοχωρητικότητα μπορεί να είναι βασική παράμετρος για πολλούς λόγους. Για παράδειγμα, υλικά μεγαλύτερης θερμικής ικανότητας χρησιμοποιούνται μερικές φορές ως ψύκτρες θερμότητας, επειδή απορροφούν τη θερμότητα σαν σφουγγάρι. Το νερό είναι αξιοσημείωτο από αυτή την άποψη, καθώς εμφανίζει τη μεγαλύτερη τιμή C που είναι γνωστή μεταξύ των κοινών ουσιών, καθιστώντας το εξαιρετικά κατάλληλο για χρήση ως ψυκτικό ψυγείου.
Στη μετεωρολογία, η θερμική ικανότητα παίζει ρόλο σε πολλά φαινόμενα, συμπεριλαμβανομένου του γιατί ο άνεμος, κατά μήκος της ακτής, φυσά σε διαφορετική κατεύθυνση την ημέρα από ό,τι τη νύχτα. Η γη έχει χαμηλότερη θερμοχωρητικότητα από το νερό, επομένως η γη θερμαίνεται πιο γρήγορα από τη θάλασσα την ημέρα, ενώ ψύχεται πιο γρήγορα τη νύχτα. Ο αέρας είναι πιο δροσερός πάνω από τον ωκεανό τη μέρα, αλλά πάνω από τη γη τη νύχτα. Ο ζεστός αέρας είναι ελαφρύς και ανεβαίνει, επιτρέποντας σε ψυχρότερο και βαρύτερο αεράκι να τον αντικαταστήσει. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, αυτά τα αεράκια πνέουν από ξηρά σε θάλασσα, ενώ κατά τη διάρκεια της νύχτας ισχύει το αντίθετο, γεγονός που επηρεάζει εξίσου τα πουλιά της ξηράς και τους πιλότους των ανεμοπλάνων.
Η θερμοχωρητικότητα δεν προορίζεται να λαμβάνει υπόψη τις αλλαγές φάσης, όπως στην τήξη του πάγου για να σχηματιστεί νερό. Δίνεται ξεχωριστή προσοχή σε αυτό το φαινόμενο – αυτή η ιδιότητα ονομάζεται “θερμότητα σύντηξης”. Ομοίως, η μετατροπή του υγρού σε αέριο ονομάζεται «θερμότητα εξάτμισης». Ο πάγος έχει εξαιρετικά υψηλή θερμότητα σύντηξης, προσδίδοντας σταθερότητα στα καιρικά συστήματα της γης και καθιστώντας πρακτική την ψύξη στο σπίτι. Περιέργως, η αέρια αμμωνία, που κάποτε χρησιμοποιήθηκε σε βιομηχανικά και οικιακά συστήματα ψύξης, έχει ακόμη μεγαλύτερη θερμική ικανότητα και θερμότητα σύντηξης.