Wärme ist in der Physik die Energie, die zwischen zwei thermodynamischen Systemen lediglich aufgrund ihrer unterschiedlichen Temperatur übertragen wird. Wärme fließt stets vom Ort höherer Temperatur zum Ort tieferer Temperatur. Der Wärmetransport kann durch Wärmeleitung, Wärmestrahlung oder ein strömendes Medium (Konvektion) erfolgen. In vielen Fällen steigt dabei die tiefere und verringert sich die höhere der beiden Temperaturen, aber es gibt auch Ausnahmen, wenn z. B. Eis von 0 °C durch Wärmezufuhr in Wasser von 0 °C umgewandelt wird. Der Begriff Wärme wird in der Physik (so wie auch der Begriff Arbeit ) anders verwendet als in der Umgangssprache und teilweise auch in der technischen Praxis. Dort ist mit Wärme überwiegend die in dem Körper gespeicherte Energie gemeint. Nach der in der Physik gültigen Definition ist Wärme jedoch keine Größe, die einem bestimmten Zustand eines Körpers, oder allgemeiner eines thermodynamischen Systems, zukommt, sondern tritt nur während eines Prozesses auf, an dem zwei Systeme teilnehmen und einander Energie übertragen. Dabei gibt immer das eine System genau so viel von seiner Inneren Energie ab, wie das andere aufnimmt. Wärme ist derjenige Anteil der übertragenen inneren Energie, der nicht als makroskopische physikalische Arbeit in Erscheinung tritt (1. Hauptsatz der Thermodynamik). Während Arbeit stets mit einer Änderung von äußeren Parametern verbunden ist, wie z. B. Vergrößerung oder Verkleinerung des Volumens des Systems, verändert Wärme dessen Entropie, also z. B. seine Temperatur oder seinen Aggregatzustand. Auch bei Prozessen, die mit der gleichen Änderung der inneren Energie einhergehen, kann diese Änderung je nach Prozess verschieden zwischen Wärme und Arbeit aufgeteilt sein. Da Arbeit und Wärme gemeinsam den Prozess beschreiben, der den Energieaustausch bewirkt, werden sie als Prozessgrößen bezeichnet, während die Innere Energie eine Zustandsgröße ist. Dies gilt für jede Art von einfachen und zusammengesetzten Prozessen, insbesondere auch für Kreisprozesse, bei denen eins der Systeme nach einem Zyklus im selben Zustand ist wie vorher und damit wieder dieselbe innere Energie besitzt. Die insgesamt vom System übertragene Wärme und geleistete Arbeit (abgegebene Wärme und Arbeit negativ gezählt) sind dann entgegengesetzt gleich groß. Wenn also ein solches System netto eine gewisse Wärme aufnimmt, aber nach Durchlaufen eines Kreisprozesses dieselbe innere Energie hat wie vorher, muss es einen gleich großen Betrag an Arbeit geleistet haben. Eine solche Maschine, die wiederholt Wärme aufnimmt und Arbeit leistet, heißt Wärmekraftmaschine. Aus prinzipiellen Gründen, die der 2. Hauptsatz der Thermodynamik näher beschreibt, muss dabei ein Teil der aufgenommenen Wärme als Abwärme abgeführt werden. Eine kontinuierliche Umwandlung von Wärme in Arbeit kann nicht vollständig erfolgen. Eine grundlegende Erklärung der thermodynamischen Phänomene wird durch die statistische Mechanik gegeben. Danach besteht jedes System aus einer Vielzahl einzelner Teilchen, die auf verschiedene Energieniveaus verteilt sind. Sie wechseln statistisch fluktuierend zu anderen Niveaus, wobei aber im bei einer bestimmten Temperatur die durchschnittliche Besetzungszahl jedes Niveaus gleich bleibt und in Form einer statistischen Verteilung festgelegt ist. Zufuhr oder Abgabe von Wärme beeinflusst die durchschnittlichen Besetzungszahlen, während Arbeit, die am System oder vom System geleistet wird, die Energien der einzelnen Energieniveaus anhebt bzw. absenkt. Die international verwendete Einheit für Wärme ist das Joule, früher war auch Kalorie üblich. Das Formelzeichen der Wärme ist meist .