Wärme bezeichnet in der Thermodynamik Energie, die infolge eines Temperaturgefälles zwischen System und Umgebung übertragen wird. Für Werkstoffe ist nicht die Wärme als Zustandsgröße, sondern der zu- oder abgeführte Wärmeeintrag und der resultierende Wärmefluss durch das Material maßgebend.

Die quantitative Beschreibung erfolgt über die Wärmeleitfähigkeit, die spezifische Wärmekapazität und die Dichte, aus denen sich die Temperaturentwicklung und thermische Diffusion in Bauteilen bestimmen lassen. Räumliche und zeitliche Inhomogenitäten des Wärmeeintrags können zu lokalen Temperaturmaxima führen, die als Wärmestau bezeichnet werden und häufig Quelle thermisch induzierter Spannungen, Verzug oder Rissbildung sind.

Im Bereich der Niedrigtemperatur-Wärme stehen Phänomene wie Versprödung, Phasenumwandlungen nahe Raumtemperatur oder die Funktionstüchtigkeit von Polymerschäumen und Klebstoffen im Vordergrund. Bei höheren Temperaturen ist die Wärmeformbeständigkeit entscheidend, d. h. die Fähigkeit eines Werkstoffs, unter mechanischer Last seine Form trotz thermischer Beanspruchung zu behalten. Diese ist eng mit Glasübergangs-, Schmelz- bzw. Erweichungstemperaturen sowie mit Kriechverhalten verknüpft.

In der Verarbeitungstechnik (z. B. Schweißen, Gießen, Wärmebehandlung, Additive Fertigung) ist der kontrollierte Wärmeeintrag eine zentrale Prozessgröße. Er bestimmt Gefügebildung, Restspannungen und damit die späteren Gebrauchseigenschaften. Ein präzises Verständnis von Wärmeübertragung, -speicherung und -ableitung ist daher essenziell für die werkstoffgerechte Auslegung von Bauteilen und Prozessen.