가열에 의한 물질의 중량변화 및 엔탈피변화(반응열, 잠열, 상변화 등)을 온도의 함수로 해석하여 물질분석에 유용되는 방식의 총칭. 습관적으로 종래부터 가열, 냉각에 의한 엔탈피 변화를 추적하는 방식만을 열분석이라고 부르는 수가 많다. 넓은 의미로는 물질의 가열 냉각에 의한 체적 변화(열팽창), 전자기적 성질 변화, 역학적 성질 변화 등 많은 물리적 성질인 활연속 변화를 온도의 함수로 해석하는 방식을 총칭하기도 한다. 단체, 무기물, 유기물을 불문하고, 주로 고체물질을 특정염 분위기(예컨대 공기)에서 온실에서 일정속도로 가열하여 중량 변화를 추적하는 열중량 분석과 여기에 수반하는 반응열의 출입, 혹은 열 출입을 추적하는 시차열 분석이 있다.