根據國際熱分析與量熱聯合會 (ICTAC) 的規定，熱分析是指在受控溫度程序下測量物質的物理屬性隨溫度變化的一系列技術。

熱分析由一系列補充技術組成。選擇哪種技術取決于正在研究的物質屬性。這些技術是：

• 差示掃描量熱法（DSC）： 測量進出樣品的熱流。傳感器輸出以瓦特（W）為單位。
  

• 熱重分析法（TGA）： 測量質量變化。傳感器輸出的單位為毫克（mg）。
  

• 熱機械分析（TMA）： 測量樣品長度的變化。傳感器輸出以微米（µm）為單位。
  

• 動態機械分析（DMA）： 測量材料的模量（存儲/損耗）與時間、溫度或頻率的關系。另一個輸出是無單位計算的阻尼因子正切增量。
  

• 熱光學分析（TOA）： 在熱分析測量過程中提供視覺輔助，以觀察物理效應。可以將光學設備添加至DSC或HP DSC以及熱臺。

熱分析有助于確定物理化學特性和轉變，例如玻璃化轉變 (Tg)、熔點 (Tm)、蒸發、結晶、相變、分解、熱膨脹系數、尺寸變化、彈性模量 (G')、損耗 模量 (G'')、阻尼因子 (tan delta)、反應焓和動力學、添加劑的影響、組成、熱穩定性、軟化溫度和固化反應等。