Wärmeenergie wird übertragen, wenn Moleküle aneinander stoßen. Die Wärmeübertragungsrichtung ist immer von heiß nach kalt. Diese Übertragung von Wärmeenergie durch direkten Kontakt wird als Wärmeleitung bezeichnet.
Im Vergleich zu anderen Molekülen, sogar aus derselben Substanz, schwingen heiße Moleküle schneller, weil sie mehr Energie aus einer Wärmequelle besitzen. Diese Vibration bewirkt, dass die stark vibrierenden Moleküle mit anderen, weniger energiereichen Molekülen zusammenstoßen und bei jeder Kollision Wärmeenergie übertragen.
Die Wärmeleitung kann leicht beobachtet werden. Wenn man zum Beispiel einen langen Metallstab nimmt und ein Ende über eine Flamme hält, wird die Wärmeenergie zwischen den Molekülen vom Ende in direkter Leitung mit der Wärmequelle zum kühleren Ende übertragen. Wenn der Stab lange genug über die Flamme gehalten wird, kann sich die Wärmeenergie entlang des Stabs ausbreiten, der sich heiß anfühlt.
