Aportul de energie termică (Q) necesară pentru a crește temperatura (T) unei substanțe cu un grad Celsius (1° C), este definită ca fiind capacitatea sa de căldură (C). Deoarece este o proprietate „extensivă”, valoarea lui C variază nu numai de la substanță la substanță, ci și pentru cantități diferite ale aceleiași substanțe. Pentru a ajusta pentru aceasta, capacitățile termice pot fi exprimate în termeni care includ cantitatea sau cantitatea. Dacă se face referire la capacitatea termică pe mol de material, se numește capacitate termică molară; în schimb, dacă este vorba de capacitatea de încălzire pe gram de material, aceasta este capacitatea termică specifică (e) sau, mai simplu, „căldura specifică”. Acești termeni sunt de cea mai mare valoare atunci când se referă la substanțe pure.
Problemele de inginerie oferă adesea C ca „dat”, în timp ce Q este „necunoscut”. Ecuația este Q=smΔT, unde m este masa în grame și ΔT este creșterea temperaturii în grade Celsius. Capacitatea termică poate fi un parametru cheie din mai multe motive. Pentru a exemplifica, materialele cu capacități termice mai mari sunt uneori folosite ca radiatoare, deoarece absorb căldura ca un burete. Apa este de remarcat în acest sens, deoarece prezintă cea mai mare valoare C cunoscută dintre substanțele obișnuite, făcând-o foarte potrivită pentru utilizarea ca lichid de răcire a radiatoarelor.
În meteorologie, capacitatea de căldură joacă un rol în mai multe fenomene, inclusiv de ce vântul, de-a lungul coastei, suflă într-o direcție diferită ziua decât noaptea. Terenul are o capacitate termică mai mică decât apa, așa că pământul se încălzește mai repede decât marea ziua, în timp ce se răcește mai rapid noaptea. Aerul este mai rece peste ocean ziua, dar peste pământ noaptea. Aerul cald este ușor și se ridică, permițând brizelor mai reci și mai grele să-l înlocuiască. În timpul zilei, aceste brize suflă de la uscat la mare, în timp ce în timpul nopții, este adevărat opusul, fapte care influențează deopotrivă păsările de țărm și piloții de planor.
Capacitatea termică nu este destinată să ia în considerare schimbările de fază, cum ar fi în cazul topirii gheții pentru a forma apă. Acest fenomen este luat în considerare separat – această proprietate se numește „căldura de fuziune”. În mod similar, conversia lichidului în gaz se numește „căldura de vaporizare”. Gheața are o căldură de fuziune excepțional de mare, conferind stabilitate sistemelor meteorologice ale pământului și făcând refrigerarea acasă practică. În mod curios, gazul de amoniac, folosit cândva în sistemele frigorifice industriale și casnice, are o capacitate de căldură și căldură de fuziune și mai mare.