热能的物理本质是物体内部所有分子无规则运动的动能之和。更具体地说，热能是物体内部微观粒子（如原子和分子）运动的能量，这种运动包括分子的平移运动和旋转运动。内能除了包含热能，还包括分子间的相互作用势能、分子和原子内部运动的能量，以及电磁辐射能等。在热平衡状态下，这些能量形式的总和表现为物体的温度。

热能可以通过热传递（如导热、对流和辐射）从一个物体传递到另一个物体，也可以通过做功（如压缩气体）来增加物体的内能，其中部分能量会转化为热能。