在溫度程式控制下，測量物質的物理性質（參數）隨溫度變化的一類技術。試樣的溫度通常用電爐來調節。溫度程式控制指按一定規律改變爐子的溫度，一般採用等速升（降）溫，也可以採用恒溫或等速升溫－恒溫－等速升溫。凡是在溫度程式控制下測量物質的物理性質（參數）隨溫度變化的各種技術，都可歸入熱分析領域，所以熱分析包括的方法很多，而且新的熱分析方法還在不斷產生。
1887年法國H.-L.勒夏忒列用熱電偶測量試樣在加熱（或冷卻）過程中的溫度度變化，得出粘土熱效應圖譜，被公認為差熱分析的創始人。1915年日本的本多光太郎首先研制成功熱天平。差熱分析和熱重量法是兩種最早的熱分析方法，其他熱分析方法大都在20世紀50年代以後才建立起來。為瞭促進國際交流，1965年成立“國際熱分析協會”，英文縮寫ICTA。ICTA設有命名委員會，在第二、三、四、五次國際熱分析會議上提出命名報告，對熱分析方法分類、命名、定義和名詞縮寫等作瞭規定。
最常用的熱分析方法有：差(示)熱分析(DTA)、熱重量法(TG)、導數熱重量法(DTG)、差示掃描量熱法(DSC)、熱機械分析(TMA)和動態熱機械分析(DMA)。此外還有：逸氣檢測(EGD)、逸氣分析(EGA)、扭辮熱分析(TBA)、射氣熱分析、熱微粒分析、熱膨脹法、熱發聲法、熱光學法、熱電學法、熱磁學法、溫度滴定法、直接註入熱焓法等。熱分析技術在物理、化學、化工、冶金、地質、建材、燃料、輕紡、食品、生物等領域得到廣泛應用。