Thermische Eigenschaften beschreiben das Verhalten von Werkstoffen bei Wärmeeinwirkung und Temperaturänderung. Sie sind zentral für Auslegung, Simulation und Zuverlässigkeitsbewertung von Bauteilen unter thermischer Belastung.

Zentrale thermische Eigenschaften sind die Wärmeleitfähigkeit λ, die den stationären Wärmefluss durch ein Material bestimmt, und die spezifische Wärmekapazität c_p, welche die zur Temperaturerhöhung notwendige Energiemenge angibt. Zusammen mit der Dichte ρ ergibt sich die thermische Diffusivität α = λ/(ρc_p), ein Maß für die Geschwindigkeit, mit der Temperaturfelder sich im Material ausbreiten.

Thermische Eigenschaften sind meist stark temperaturabhängig und können zusätzlich von Mikrostruktur, Porosität, Phasenanteilen, Textur sowie vom Reinheitsgrad abhängen. Phasenübergänge (z. B. Schmelzen, martensitische Umwandlungen) führen zu sprunghaften Änderungen oder Anomalien in kalorischen Größen wie c_p und Enthalpie.

Im weiteren Sinne werden thermische Eigenschaften häufig als Teil der thermophysikalischen Eigenschaften gefasst, zu denen auch thermische Ausdehnung, Temperaturleitfähigkeit und Strahlungseigenschaften gehören. Für technische Anwendungen sind darüber hinaus Wärmeübergangskoeffizienten relevant, die das gekoppelte System aus Werkstoff und umgebendem Fluid beschreiben, sowie kalorische Eigenschaften (z. B. Enthalpie, Entropie), die für thermodynamische Prozessanalysen benötigt werden.

Experimentell werden thermische Eigenschaften u. a. mittels Laser-Flash-Analyse (Diffusivität), Differenzialscanningkalorimetrie (kalorische Eigenschaften), Plattengeräte- und Guarded-Hot-Plate-Verfahren (Wärmeleitfähigkeit) erfasst. Ihre präzise Kenntnis ist essenziell für thermische Modellierung, Lebensdauervorhersagen und das Design energieeffizienter Systeme.