差熱分析法是以某種在一定實驗溫度下不發生任何化學反應和物理變化的穩定物質（參比物）與等量的未知物在相同環境中等速變溫的情況下相比較，未知物的任何化學和物理上的變化，與和它處於同一環境中的標準物的溫度相比較，都要出現暫時的增高或降低。降低表現為吸熱反應，增高表現為放熱反應。

凡是在加熱（或冷卻）過程中，因物理-化學變化而產生吸熱或者放熱效應的物質，均可以用差熱分析法加以鑑定。其主要應用範圍如下：

1）水

對於含吸附水、結晶水或者結構水的物質，在加熱過程中失水時，發生吸熱作用，在差熱曲線上形成吸熱峰。

2）氣體

一些化學物質，如碳酸鹽、硫酸鹽及硫化物等，在加熱過程中由於CO2、SO2等氣體的放出，而產生吸熱效應，在差熱曲線上表現為吸熱谷。不同類物質放出氣體的溫度不同，差熱曲線的形態也不同，利用這種特徵就可以對不同類物質進行區分鑑定。

3）變價

礦物中含有變價元素，在高溫下發生氧化，由低價元素變為高價元素而放出熱量，在差熱曲線上表現為放熱峰。變價元素不同，以及在晶格結構中的情況不同，則因氧化而產生放熱效應的溫度也不同。如Fe2+在340~450℃變成Fe3+。

4）重結晶

有些非晶態物質在加熱過程中伴隨有重結晶的現象發生，放出熱量，在差熱曲線上形成放熱峰。此外，如果物質在加熱過程中晶格結構被破壞，變為非晶態物質後發生晶格重構，則也形成放熱峰。

5）晶型轉變

有些物質在加熱過程中由於晶型轉變而吸收熱量，在差熱曲線上形成吸熱谷。因而適合對金屬或者合金、一些無機礦物進行分析鑑定。