Šilumos energijos (Q) sąnaudos, reikalingos medžiagos temperatūrai (T) pakelti vienu laipsniu Celsijaus (1° C), apibrėžiamas kaip jos šiluminė talpa (C). Kadangi tai yra „didelė“ savybė, C reikšmė skiriasi ne tik nuo medžiagos, bet ir skirtingų tos pačios medžiagos kiekių. Norint tai pakoreguoti, šilumos pajėgumai gali būti nurodyti kaip kiekis arba kiekis. Jei daroma nuoroda į šiluminę talpą, tenkančią vienam medžiagos moliui, ji vadinama moline šilumos talpa; jei tai yra šilumos talpa vienam gramui medžiagos, tai yra savitoji šilumos talpa (-os) arba, paprasčiau tariant, „specifinė šiluma“. Šie terminai yra vertingiausi, kai kalbama apie grynas medžiagas.
Inžinerinės problemos dažnai pateikia C kaip „duotą“, o Q yra „nežinomas“. Lygtis yra Q=smΔT, kur m yra masė gramais, o ΔT yra temperatūros kilimas Celsijaus laipsniais. Šilumos talpa gali būti pagrindinis parametras dėl daugelio priežasčių. Pavyzdžiui, didesnės šiluminės talpos medžiagos kartais naudojamos kaip šilumos šalintuvai, nes jos sugeria šilumą kaip kempinė. Vanduo šiuo atžvilgiu vertas dėmesio, nes jo C vertė yra didžiausia tarp įprastų medžiagų, todėl jis puikiai tinka naudoti kaip radiatoriaus aušinimo skystis.
Meteorologijoje šilumos talpa vaidina svarbų vaidmenį keliuose reiškiniuose, įskaitant tai, kodėl vėjas išilgai kranto dieną pučia kita kryptimi nei naktį. Žemė turi mažesnę šiluminę talpą nei vanduo, todėl dieną žemė įšyla greičiau nei jūra, o naktį atšąla greičiau. Virš vandenyno dieną oras vėsesnis, o naktį – virš žemės. Šiltas oras yra lengvas ir kyla aukštyn, todėl jį gali pakeisti vėsesnis ir stipresnis vėjas. Dieną šie vėjai pučia iš sausumos į jūrą, o naktį – priešingai, o šie faktai turi įtakos ir kranto paukščiams, ir sklandytuvams.
Šiluminė talpa nėra skirta atsižvelgti į fazių pokyčius, pavyzdžiui, tirpstant ledui, kad susidarytų vanduo. Atskirai atsižvelgiama į šį reiškinį – ši savybė vadinama „sintezės šiluma“. Panašiai skysčio pavertimas dujomis vadinamas „garavimo šiluma“. Ledas turi išskirtinai aukštą lydymosi šilumą, todėl žemės oro sistemos stabilizuojasi, o namų šaldymas yra praktiškas. Įdomu tai, kad amoniako dujos, kažkada naudotos pramoninėse ir namų šaldymo sistemose, turi dar didesnę šiluminę galią ir lydymosi šilumą.