Käse beginnt bei 90 Grad Fahrenheit zu schmelzen. An diesem Punkt schmilzt das Milchfett und der Käse wird sehr weich. Die für den weiteren Schmelzvorgang erforderlichen Temperaturen hängen von der jeweiligen Käsesorte und ihrem Feuchtigkeitsgehalt ab. Manche Käse schmelzen bei keiner Temperatur.
Zu den Schmelzkäsen gehören Cheddar, Schweizer, Pecorino Romano, Mozzarella und Parmesan. Wenn diese Käse 90 Grad passieren, werden sie weich und scheiden winzige Milchfettkügelchen aus. Sie schmelzen nicht vollständig, bis die Hitze ihre Proteinmatrix zersetzt. Je weicher der Käse, desto leichter werden seine Proteine abgebaut. Zum Beispiel tritt weicher Mozzarella bei 130 Grad in diese Phase ein, während Schweizer und Cheddar 150 Grad passieren müssen. Hartkäse wie Parmesan und Pecorino Romano schmelzen erst bei einer Temperatur von über 180 Grad vollständig.
Schmelzkäse wird durch Lab gereift, aber durch Säuregerinnung hergestellter Käse schmilzt nie. Zu den nicht schmelzenden Käsesorten gehören frischer indischer Panir, Ziegenkäse, Halloumi, Ricotta und lateinischer Queso Blanco. Beim Erhitzen geben diese Käse ihr Wasser ab und werden immer trockener und härter. Hitze erzeugt eine chemische Reaktion in nicht schmelzenden Käsesorten und bewirkt, dass sie Wassermoleküle abstoßen. Wenn das Wasser kocht und verdunstet, wird der verbleibende Käse fester und nimmt eine zunehmend zahnartige Textur an.