當物料經物理或化學變化時，如果其動能、位能或對外界所作之功，對於總能量的變化影響甚小可以忽略時，能量守恆定律可以簡化為熱量衡算。它是建立過程數學模型的一個重要手段，是化工計算的重要組成部分。進行熱量衡算，可以確定為達到一定的物理或化學變化須向設備傳入或從設備傳出的熱量；根據熱量衡算可確定加熱劑或冷卻劑的用量以及設備的換熱面積，或可建立起進入和離開設備的物料的熱狀態（包括溫度、壓力、組成和相態）之間的關係，對於複雜過程，熱量衡算往往須與物料衡算聯立求解。
為進行熱量衡算，首先必須根據需要劃定一個衡算的空間范圍，稱為控制體。控制體可以是整個生產過程、生產過程的某一部分、單元操作、反應過程、設備的某一部分或設備的微分單元。根據能量守恒定律，在忽略動能、位能和對外作功的條件下，出入控制體的熱量之間存在如下關系：
對於連續定態過程，控制體內沒有熱量的積累。如果在控制體內不發生化學反應，又沒有采用電加熱等熱源，則控制體內產生的熱量為零，此時熱量衡算式可簡化為：
對於間歇過程，采用熱量J作為計算單位；對於連續過程，則采用熱流量J/s。
物質具有的熱能，是對照某一基準狀態來計量的，相當於物質從基準狀態加熱到所處狀態需要的熱量。當物質發生相態變化時，須計入相變時的潛熱，如汽化熱（或冷凝熱）、熔融熱(或凝固熱)等。不同液體混合時，須計入由於濃度變化而產生的混合熱(或溶解熱)。工程上常用熱力學參數焓表示單位質量物質所具有的熱量。單位質量物料狀態變化所需的熱量，等於兩種狀態下焓值的差。熱量衡算的步驟，與物料衡算大致相同。