当物体内的温度分布只依赖于一个空间坐标，而且温度分布不随时间而变时，热量只沿温度降低的一个方向传递，这称为一维定态热传导。此时的热传导可用下式描述：
式中 为是热流密度，即在与传输方向相垂直的单位面积上，在x方向上的传热速率;T为温度;x为热传递方向的坐标；k为热导率。此式表明q正比于温度梯度dT/dx，但热流方向与温度梯度方向相反。此规律由法国物理学家傅里叶于1822年首先提出，故称为傅里叶定律。 在最一般的热传导中，温度随时间和三个空间坐标而变化，且伴有热量产生或者消耗（例如，反应热）。这时的热传导称为三维非定态热传导，可用热扩散方程（Heat Equation）描述 ：
式中τ为时间；x、y、z为坐标轴；ρ为密度； 为定压比热容；热扩散方程表明：在介质中任意一点处，由传导进入单位体积的净导热速率加上单位体积的热能产生速率必定等于单位体积内所贮存的能量变化速率 。
如果热导率k是一个常数，热扩散方程又可以表述如下：
α称为热扩散系数, ，表示非定态热传导过程中物体内部温度趋于均匀的能力，即导温系数越大，则温度趋于均匀越快；q.dot为单位体积内热量生成的速率。 一维定态热传导的计算 以连续操作的窑炉中热量通过炉壁的传递为例，热量从内壁面传到外壁面，按照傅立叶定律计算，得出热流量为：
式中T1和T2分别为壁的内外两侧面的温度；A为炉壁面面积;L为炉壁的厚度；T1-T2为传热的推动力；Q为传热速率。根据电流等于电势差比阻力的概念，L/kA是平壁面热传导的热阻。由于热传导的速率正比于热导率，所以换热器中采用热导率高的材料(如铜、钢、石墨等)作为传热间壁材料。在热绝缘设施中，采用热导率低的材料（比如石棉 空气)作为绝热材料。
对于壁面相等的多层平壁，根据串联热阻的概念，其热流量计算式为：
式中ΔT为最内层壁内侧面与最外层壁外侧面之间的温度差；n为层数。
非定态热传导计算 如果操作是间歇的或周期性的，如蓄热器（见换热器）的操作，这时热传导是非定态的。对于形状简单的物体（如平板、长方体、柱体和圆球），可由式 (2)结合一定的初始条件、边界条件求得解析解，但通常求得的解很复杂，往往以无穷级数形式表示。为便于应用，常将这些结果以图线表述。
对于二维、三维等更复杂的热传导，难以用解析法求解，一般可用数值法求解，或者采用Ansys，或者Comsol等数值模拟软件进行计算。
