Nhiệt năng và nhiệt độ tỉ lệ thuận với nhau. Vì khi nhiệt độ tăng lên thì các phân tử (nguyên tử) cấu tạo nên vật sẽ chuyển động nhanh hơn khi đó động năng của các phân tử sẽ tăng lên. Mà nhiệt năng của một vật là tổng động năng của các phân tử tạo nên nó, nên khi động năng của phân tử tăng lên thì nhiệt năng của vật cũng sẽ tăng lên. Vậy nhiệt năng tỉ lệ thuận với nhiệt độ.