Terminis judėjimas reiškia atsitiktinius molekulių, atomų, elektronų ar kitų subatominių dalelių judesius. Skirtingai nuo mus supančio matomo pasaulio, atominis pasaulis yra nuolatinio judėjimo būsenoje, kai temperatūra viršija absoliutų nulį. Šiluminis dalelių judėjimas didėja kylant tų dalelių temperatūrai ir yra reguliuojamas termodinamikos dėsnių.
Šiluminio judėjimo tyrimas yra atsitiktinio dalelių judėjimo tyrimas. Molekulės, atomai ir subatominės dalelės nesielgia nuspėjamai. Skirtingai nei pasaulis, kurį matome, šios mažos materijos gabalėliai beveik visada nuolat juda ir nesilaiko tų pačių taisyklių, kaip ir didesni kūnai, kuriuos jie sudaro. Pavyzdžiui, elektronai egzistuoja orbitose aplink atomo branduolį. Nors negalima nustatyti tikslios elektronų vietos ir judėjimo, yra tikimybė, kad jie judės tam tikroje erdvėje, vadinamoje orbitale.
Atominės dalelės nuolat juda esant visoms temperatūroms virš absoliutaus nulio. Absoliutus nulis, dar vadinamas 0 Kelvino laipsnių, yra lygus -459.67 °F (-273.15 °C). Tai yra žemiausia temperatūra, nes ji atitinka temperatūrą, kurioje atominės dalelės nustoja judėti.
Šiluminis dalelės judėjimas yra susijęs su tos dalelės temperatūra. Aukštesnės temperatūros dalelės juda labiau nei žemesnės temperatūros. Tai pasakytina apie bet kokios medžiagos būsenos daleles, įskaitant dujas, skystį, kietą ir plazmą. Nors kietoje medžiagoje esantys atomai yra arčiau vienas kito nei atomai skystyje ar dujose, atomams vis dar yra vietos judėti.
Atominių dalelių šiluminį judėjimą pirmasis aprašė fizikas Robertas Brownas. Žiūrėdamas pro mikroskopą nedidelę dalelę, pavyzdžiui, žiedadulkių grūdelį ar dulkių gabalėlį, Brownas pastebėjo, kad dalelė nuolat juda arba maišosi. Atomų judėjimas aplink mažą dalelę priverčia atomus į ją atsitrenkti. Dėl to didesnės dalelės juda atsitiktinai, kaip ir atominės dalelės. Šis judesio tipas vadinamas Brauno judesiu.
Šiluminis judėjimas tiriamas naudojant termodinamiką, kuri turi dėsnių rinkinį, reguliuojantį atsitiktinį dalelių judėjimą. Pirmasis dėsnis teigia, kad materija ir energija visada išsaugomi. Antrasis, kiek paradoksalu, teigia, kad grįžti į ankstesnę energetinę būseną neįmanoma, nes dalis energijos išeina iš sistemos ir nebegali būti panaudota. Trečiasis teigia, kad negalima pasiekti absoliutaus nulio. Paprasčiau tariant, šie dėsniai reiškia, kad judėjimas yra atsitiktinis judėjimas, kuris niekada nesibaigia ir visada keičiasi.