Ak máme dve telesá, jedno teplejšie a druhé chladnejšie, ak sú tieto telesá v kontakte, dôjde k tepelnej výmene, teplejšie teleso odovzdá teplo chladnejšiemu a chladnejšie teleso príjme teplo od teplejšieho. Tepelná výmena trvá, až kým budú mať obe telesá rovnakú teplotu.

Ak prijaté teplo označíme a odovzdané teplo a telesá si nevymieňajú teplo s prostredím, platí kalorimetrická rovnica: . Množstvo prijatého tepla sa rovná množstvu odovzdaného tepla.

Takýto ideálny prípad nemôže nastať, vždy dochádza k tepelnej výmene aj s prostredím. Aby sme čo najviac znížili výmenu tepla s prostredím, budeme pri pokusoch s teplom používať kalorimeter. Kalorimeter je navrhnutý tak, aby z neho teplo unikalo čo najmenej a zároveň tak, aby teplo kalorimeter z okolia prijímal čo najmenej.

Kalorimeter má tiež tepelnú kapacitu. Ak môžeme zanedbať výmenu tepla s prostredím, kalorimetrická rovnica prejde na tvar:

alebo na tvar:

podľa toho, či sa pri pokuse bude kalorimeter spolu s telesom zohrievať alebo ochladzovať, kde je teplo prijaté alebo odovzdané kalorimetrom.