Bir cismin sıcaklığı artarken kazandığı ya da azalırken yitirdiği ısı enerjisi miktarı aşağıdaki denklemle hesaplanabilir:
ısı enerjisi = kütle x özgül ısı x sıcaklık
(joule)= (kg) x (j/kg/°C) x (°C)
değişikliği
Eğer eşit miktarda su ve kum aynı sıcaklık derecesinde ısıtılırsa, bir süre sonra kumun sıcaklığı suyunkinden yaklaşık iki kat daha fazla artar. Bu olayın özellikle iklim açısından çok önemli sonuçları vardır. Yazın kızgın güneşin altında kayalar, kum ve toprak çok ısındığı için karaların iç bölgeleri çok sıcak olur. Aynı miktarda ısı enerjisini denizler de aldığı halde suyun sıcaklığı bu kadar çok artmaz. Bu yüzden denize yakın olan yerler yazın karaların iç bölümlerinden daha serin, buna karşılık kışın daha ılıktır; çünkü deniz suyu yaz aylarında almış olduğu enerjiyi kışın yavaş yavaş geri verir.

Katı bir madde erime noktasına kadar ısıtılsa bile, çok büyük miktarda bir ek enerji verilmedikçe erimez. Bu ek enerji, katının sabit molekül yapısının çözülmesi için gereklidir ve maddenin sıcaklığını yükseltmez. Böylece madde katı halden sıvı hale geçtiğinde sıcaklığı değişmediği halde moleküllerinin enerjisi daha fazla olur. Maddenin hal ya da durum değiştirmesini sağlayan bu enerjiye gizli ısı denir. Yalnız katı halden sıvı hale geçiş (erime) için değil, kaynama noktasındaki bir sıvının gaz haline geçmesi (buharlaşma) için de bir ek enerji gerekir. Birinci örnekte bu enerjiye gizli erime ısısı, ikincisinde de gizli buharlaşma ısısı denir. Sıvı donarak yeniden katılaşırken ya da buhar yoğunlaşarak yeniden sıvıya dönüşürken, aynı miktarda enerjiyi bu kez dışarıya verir.

Erime noktasındaki 200 gr (bir bardak dolusu) buzun suya dönüşmesi için yaklaşık 67.200 joule enerjiye gerek vardır. Bu suyu kaynama noktasına kadar ısıtabilmek için ayrıca 84.000 joule, buharlaştırabilmek için de 454.000 joule enerji gerekir. Suyun hal değiştirebilmesi için bu kadar büyük miktarlarda gizli ısı gerekmesi, erimeye başlayan buzun ve karın neden uzun süre yerde kalabildiğini ya da çaydanlıktaki suyun kaynamaya başladığı anda neden tümüyle buharlaşıp uçmadığını açıklar.