熱通量（Heat Flux，Thermal Flux）是一個向量，也稱熱流密度，具有方向性。

熱通量與溫度的關係：熱通量（熱流密度）的大小和方向可以表徵熱量轉移的程度和方向，而溫度的變化是熱量轉移的宏觀標誌。

通俗的說，溫差越大，熱流密度越大。熱通量q 是指單位傳熱面積上的傳熱速率,又稱熱流密度,單位是W/m2.

在S的面積上，經過t時間，傳熱可以表示為q*S*t.

而熱量的傳遞，必然導致溫度的變化。

這個關係可由表示式：Q=q*S*t=(Cm)*n*(T2-T1)=c*m*(T2-T1)

式中Cm是摩爾熱容，與壓強有關，又分為定壓、定容兩種，n 是物質的量（摩爾數）。

c是比熱容，m是質量，（T2-T1）是溫度變化，吸熱升溫，放熱降溫。

歷史上有很多科學家曾認真思考過這一問題。特別是到18世紀，蒸汽機的發展促進了歐洲工業革命，由此產生了一系列技術難題，激發了人們研究熱和溫度的興趣。

最初人們認為熱是一種無形的物質，稱為“熱質”，加熱就是將它輸入某個物體，或從一個物體轉移到另一個物體。例如木柴燃燒時，木柴裡的熱質就進入火焰，再從火焰進入水壺，然後進入壺裡的水中；等到水裡充滿了熱質，水就轉變成蒸汽。溫度所代表的是熱的強度。這種理論被稱為“熱質”說，一直流行到19世紀中期。

18世紀末，英國科學家布拉克注意到，將同樣數量的熱分別輸入不同物質時，它們升高的溫度是不同的，例如使1g鐵升高1℃所需的熱是使1g鉛升高同樣溫度所需熱的3倍。他還發現，有時將熱輸入某種物質時它的溫度並不提高，例如加熱冰時它開始融化，但溫度並不升高，直到冰全部融化成水，而溫度始終保持在0℃。水沸騰時也是這樣，隨著熱不斷地輸入水中，水越來越多地變成蒸汽，而溫度始終保持在100℃不變。

英國科學家湯普森發現，在給金屬鑽孔時會產生大量的熱，這些熱足夠將水的溫度升高到沸點。同一時期的英國化學家戴維也進行了類似實驗，他用兩塊冷凍的冰互相摩擦。為了避免手上的“熱質”傳人冰中，他採用了一個機械裝置來摩擦冰塊，結果冰融化了。這些“熱質”是從哪裡來的呢？戴維經過分析後斷定，熱並非是什麼物質，而是運動的一種形式。

英國物理學家焦耳19世紀20年代，法國科學家傅立葉和卡諾研究了熱的流動，建立了熱力學。到了40年代，科學家們開始研究進入蒸汽裡的熱怎樣轉變為活塞運動的機械功。英國物理學家焦耳花了35年時間，分別做了各種機械功轉變為熱的實驗，並詳細測算出機械功產生熱的量。最後發現，不管是哪一種類的功，總能產生相應數量的熱，稱為“熱功當量”。熱與功既然可以相互轉變，說明熱是能量的一種形式，就如同電、磁、光、運動等也是能量的形式一樣。