Kalorimetrija yra šilumos pasikeitimo mėginyje tyrimas, o diferencialinis skaitytuvas yra aparatas, matuojantis šį skirtumą. Atskiros medžiagos skirtingai reaguoja į šilumos pridėjimą, todėl mėginio komponentams identifikuoti galima naudoti diferencinės skenuojančios kalorimetrijos metodą. Diferencinės skenuojančios kalorimetrijos metodas apima biologinių mėginių, pvz., smegenų skysčio, tyrimą dėl medicininės svarbos baltymų buvimo.
Atomai sulimpa, sudarydami molekules, naudojant ryšius, sudarytus iš energijos. Šiluma yra energijos forma, kuri gali suardyti arba „denatūruoti“ šiuos ryšius. Atskiros medžiagos pradeda skaidytis esant tam tikram pridėtinės šilumos energijos lygiui. Mokslininkai šį būsenos pasikeitimą vadina „faziniu perėjimu“.
Dažniausiai žinomas fazių perėjimo pavyzdys kasdieniame gyvenime yra vanduo. Kai vanduo praranda šilumą šaldiklyje ir pasiekia užšalimo temperatūrą, jo skystoji fazė pereina į kietą fazę, kuri yra ledas. Kita vertus, kai vanduo pasiekia virimo tašką, jo skystoji fazė pereina į dujų fazę. Šilumos kiekis, kurį medžiaga gali sugerti prieš keisdama fazę arba suskaidydama, yra būdinga tai molekulei, o jei mašina yra pakankamai jautri, ji gali identifikuoti šias molekules reaguodama į šilumą.
Įrenginys, kuris mėginiams tirti naudoja diferencinę nuskaitymo kalorimetriją, turi turėti galimybę pridėti šilumos į mėginį ir taip pat stebėti mėginio temperatūrą ir fazę. Taikant šią techniką reikia etaloninio mėginio, kad būtų galima palyginti mėginio karščio rodmenis, kad būtų užtikrintas tikslumas, o analitikas, atliekantis diferencinės nuskaitymo kalorimetrijos testą, taip pat paprastai tikrina vadinamąjį tuščiąjį mėginį. Dažnai tuščiajame mėginyje yra tik skystis, kuriame yra ištirpęs mėginys, todėl jį galima atimti iš mėginio, kad rezultatas būtų jautresnis.
Diferencialiniam nuskaitymo kalorimetrijos tyrimui paprastai reikia tik nedidelio mėginio kiekio. Tai gali būti tik 1 mililitras skysčio mėginio, kurį analitikas įdeda į mažą talpyklą, vadinamą ląstele; tai kartu su kitomis ląstelėmis, kuriose yra tuščiasis ir etaloninis mėginys, įkeliama į aparatą. Tada mašina prideda šilumos energijos trims atskiriems bandymams, kurią galima užtikrinti padidinus slėgį mašinos viduje, kad mėginiai įkaistų.
Kiekvienas mašinos rezultatas turi būti interpretuojamas lyginant su etaloniniu pavyzdžiu, kad analitikas galėtų pamatyti, kiek šilumos energijos nežinomas mėginys gali sugerti prieš suskaidydamas. Metodas gali būti pakankamai jautrus, kad būtų galima nustatyti skirtingas biologines molekules medicininiame mėginyje. Jei šios molekulės yra susijusios su liga, nesvarbu, ar jos yra, ar jų lygis, tada ši informacija gali būti naudojama diagnozuojant ligą.