由固體器壁隔開的熱、冷流體在溫度相差為一度時，單位時間內通過單位器壁面積的傳熱量，又稱總傳熱係數。它是傳熱學中度量傳熱過程有效程度的主要指標。其數學定義式為
式中Ф為單位時間內流過傳熱面的熱量即熱流量；
A為傳熱熱面積；Δ
T
m為熱、冷流體的對數平均溫度差。
機械工程中遇到的傳熱過程常常是熱傳導、對流換熱和輻射換熱三者的綜合，而在應用最多的表面式換熱器（又稱間壁式換熱器）中溫度不太高，輻射換熱的作用不大，所以分析時主要考慮熱傳導和對流換熱的綜合過程。
傳熱過程中熱流體通過對流換熱向高溫側壁面傳熱（見圖）。這一熱量又通過固體壁導熱傳遞給低溫側壁面，最後以對流換熱方式由冷流體把熱量從低溫側壁面帶走。因此，傳熱過程通常都可簡化成串聯的3個基本環節：對流換熱-導熱-對流換熱。3個串聯環節的分熱阻之和組成傳熱過程的總熱阻。因此，傳熱系數K可表示為
式中
h
1、
h
2分別表示熱、冷流體與其相接觸壁面間的對流傳熱系數(需要時，其中包括輻射換熱的相應折算值)；
δ、
k分別為器壁的厚度和熱導率。分母中的3個分數代表3個串聯環節的分熱阻。因此，傳熱系數不僅與器壁的材料性能和厚度有關，還與器壁兩側的對流換熱(有時還有輻射換熱)過程有關，而且在多數情況下，導熱分熱阻要比對流換熱分熱阻小得多，因而對流換熱在整個換熱過程中起著主要作用。
常見傳熱系數的數值范圍
表為常見傳熱系數的數值范圍。