Если любое тело с различными температурами в тех точках пересечь плоскостью, то на ней можно получить семейство кривых-изотерм, которые замыкаются на этой плоскости, или заканчиваются на границе тела.
Изотерма-кривая, соединяющая точки тела с одинаковой температурой. Зависимости от количества координат и наличия времени, температурные поля называются трехмерным нестационарным, что описывается уравнением вида.
Градиент температуры, векторная величина, направленная в сторону возрастания температуры и равная отношению бесконечно малого прироста температуры к приросту расстояния по нормали (кратчайшее расстояние) между двумя соседними изотермами и подсчитывается из уравнения,
Вектор направлен в сторону ее роста, а вектор переноса теплоты имеет противоположное направление, поскольку теплота передается от точки тела с большей температурой к точке тела с меньшей.