Ένα σύστημα θέρμανσης διατηρεί ένα κτίριο ζεστό όταν ο καιρός έξω είναι κρύος. Χρησιμοποιούνται επίσης για την παροχή τεχνητής θερμότητας για αποθήκευση ή για τη δημιουργία τεχνητού κλίματος για ζώα και φυτά. Χρησιμοποιούνται για σπίτια, γραφεία, εργοστάσια και αποθήκες. Ο όρος σύστημα θέρμανσης υπονοεί ότι υπάρχουν περισσότερες από μία πηγές θερμότητας ή ένα μέσο μεταφοράς θερμότητας γύρω από το κτίριο.
Η ανάπτυξη ενός συστήματος θέρμανσης για κάθε είδους κτήριο είναι ένα νέο φαινόμενο για τις περισσότερες περιοχές του κόσμου. Στην αρχαιότητα, τα σπίτια θερμαινόταν από μια ενιαία φωτιά γνωστή ως εστία. Βρισκόταν στη μέση του σπιτιού και χρησιμοποιήθηκε και για μαγείρεμα. Οποιαδήποτε επιπλέον ζεστασιά παρείχε χοντρά ρούχα και καλή μόνωση. Οι αρχαιολόγοι και οι ιστορικοί πιστεύουν ότι τα ζώα έρχονταν στο σπίτι για να παρέχουν επιπλέον ζεστασιά στο σώμα τους το χειμώνα.
Το πρώτο σύστημα θέρμανσης αναπτύχθηκε από τους Ρωμαίους. Το σύστημα που ονομαζόταν υποκαύσωμα, περιλάμβανε την άδεια του ζεστού καπνού να κυκλοφορεί κάτω από το πάτωμα, έτσι ώστε η ζεστασιά να αυξάνεται φυσικά. Το Hypocaust λειτούργησε ανυψώνοντας τον πρώτο όροφο από το έδαφος και στηρίζοντας τον με πέτρινες κολώνες. Οι Ρωμαίοι έβγαζαν τότε καπνό από ένα φούρνο. Το σύστημα χρησιμοποιήθηκε τόσο σε ιδιωτικές κατοικίες πλούτου όσο και σε δημόσια λουτρά όπως αυτό που βρέθηκε στο Chedworth Roman Villa στην Αγγλία.
Εκτός από το υποκαύτωμα, υπήρχε μόνο ένα άλλο σύστημα θέρμανσης στην Ευρώπη πριν από τη σύγχρονη εποχή. Η ελίτ της Γερμανίας και της Ανατολικής Ευρώπης χρησιμοποίησε το Kachelofen, ή τις καυτές εστίες στα αγγλικά. Έπιασαν θερμότητα από έναν κλίβανο και την απελευθέρωσαν σε ένα δωμάτιο.
Η πλειοψηφία των σύγχρονων κατοικιών σε εύκρατες ζώνες, όπου υπάρχουν διακριτοί χειμώνες, χρησιμοποιούν συστήματα κεντρικής θέρμανσης. Πρόκειται για ένα οργανωμένο σύστημα καλοριφέρ ή θερμαντήρες αποθήκευσης που έχουν σχεδιαστεί για τη θέρμανση ολόκληρου του κτιρίου. Τέτοια συστήματα συχνά συνδυάζονται με μονωτικά χαρακτηριστικά όπως διπλά τζάμια, διπλά τούβλα, μόνωση κοιλότητας και σοφίτας.
Τα καλοριφέρ εκπέμπουν σταθερή ποσότητα θερμότητας ανάλογα με το επίπεδο θερμότητας που έχουν ρυθμιστεί. Μερικά καλοριφέρ μπορούν να τοποθετηθούν σε χρονόμετρα για εξοικονόμηση ενέργειας. Προσφέρουν σχεδόν άμεση πηγή θερμότητας σε ένα σπίτι, αλλά μπορεί να είναι ακριβά όταν χρησιμοποιούνται σε ώρες αιχμής. Οι ώρες αιχμής για ρεύμα, φυσικό αέριο και νερό είναι κατά τη διάρκεια της ημέρας.
Οι θερμαντήρες αποθήκευσης λειτουργούν αποθηκεύοντας ηλεκτρική θερμότητα σε ώρες εκτός αιχμής και στη συνέχεια απελευθερώνοντας τη θερμότητα σε καθορισμένες ώρες κατά τη διάρκεια της επόμενης ημέρας. Αυτό εξοικονομεί κόστος και είναι καλύτερο για το περιβάλλον από το φυσικό αέριο και άλλες συσκευές θέρμανσης. Το κύριο μειονέκτημα είναι ότι δεν προσφέρουν άμεση πηγή θερμότητας.
Το αέριο ή η ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση του νερού σε ένα σύστημα θέρμανσης με καλοριφέρ. Το νερό θερμαίνεται σε κεντρικό λέβητα, συνήθως στον επάνω όροφο σε αεριζόμενο ντουλάπι ή στο πατάρι. Στη συνέχεια, το ζεστό νερό αντλείται γύρω από ένα κλειστό σύστημα σωλήνων που επιτρέπουν στα καλοριφέρ να εκπέμπουν θερμότητα.
Ως εναλλακτική λύση στο σύστημα σωλήνων νερού, ένα σύστημα θέρμανσης μπορεί να εφαρμόζει αέριο ή ηλεκτρισμό απευθείας στον θερμαντήρα. Αυτά εκπέμπουν θερμότητα θερμαίνοντας ένα πηνίο. Μερικοί απλώς εκπέμπουν θερμότητα παθητικά από το πηνίο, ενώ άλλοι χρησιμοποιούν έναν ανεμιστήρα για να φυσήξει θερμότητα στο δωμάτιο.
Οι θερμάστρες με ανεμιστήρα είναι συχνά μια από τις λειτουργίες ενός κλιματιστικού (AC). Η μέθοδος AC για τη θέρμανση ενός δωματίου είναι δημοφιλής σε χώρες όπως η Ιαπωνία, που δεν διαθέτουν συστήματα κεντρικής θέρμανσης ή μόνωση παρά τους κρύους χειμώνες. Μια προηγμένη μορφή ενός συστήματος θέρμανσης εναλλασσόμενου ρεύματος είναι η Θέρμανση, ο εξαερισμός, ο κλιματισμός (HVAC) και μπορεί επίσης να περιλαμβάνει ηλεκτρονικά χειριστήρια για φωτισμό.