Šilumos inžinerija yra plati inžinerijos sritis, apimanti technologijas, susijusias su šildymo ir vėsinimo sistemomis, šilumos perdavimu ir skysčių mechanika. Prietaisai, kontroliuojantys temperatūrą, yra būtini daugelyje sričių, įskaitant elektros energijos pramonę; automobilių pramonė; ir šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo (ŠVOK) pramonė. Šiluminės inžinerijos principai taip pat yra labai svarbūs transporto priemonių ir kitų mašinų veikimui.
Šilumos perdavimas yra pagrindinis susirūpinimas šioje srityje. Energijos perdavimas šilumos pavidalu įvairiuose fiziniuose regionuose yra šilumos perdavimas. Kai aukštos temperatūros sritis yra šalia žemesnės temperatūros, šiluma natūraliai teka iš aukštesnės temperatūros srities į žemesnės temperatūros sritį. Šis principas, žinomas kaip laidumas, naudojamas daugelyje šiluminės inžinerijos nustatymų, siekiant padidinti arba sumažinti sistemos temperatūrą. Pavyzdžiui, izoliacija sumažina šilumos laidumą ir išlaiko santykinai skirtingus temperatūros regionus.
Skysčių šildymas ir vėsinimas yra svarbus daugelyje pramonės sričių ir yra dar viena šiluminės inžinerijos šaka. Šios srities inžinierius taip pat turi suprasti skysčių dinamiką. Aušinimo skystis – aušinimo medžiaga – naudojamas siekiant sumažinti procesų temperatūrą ir išvengti perkaitimo. Virimas yra dar vienas būdas sukurti garus, kurie gali kondensuotis rafinuojant cheminį produktą. Šių procesų tyrimas padeda šilumos inžinieriams kiekvienu atveju nustatyti optimalų temperatūros reguliavimą.
Šilumos inžineriją galima pritaikyti ir už pramonės įmonių ribų. Pavyzdys yra ŠVOK pramonė, kuri užsiima šaldymo, vėdinimo ir temperatūros reguliavimu pastatuose. Biurų pastatui karštame ir drėgname klimate gali prireikti daugiau vėdinimo ir oro kondicionavimo, kad būtų skatinamas vėsinimas, nei tame pačiame pastate šaltame klimate. Prekybos įstaigoms, pavyzdžiui, restoranams, maistui laikyti gali prireikti didelių šaldymo sistemų. Visi šie techniniai sumetimai būtų šio tipo inžinerijos sferoje.
Mažesniu mastu transporto priemonės, tokios kaip automobiliai, savo kasdienėje veikloje naudoja šiluminę inžineriją. Automobilio šildymas ir vėsinimas valdomas į konstrukciją integruotomis šilumos valdymo sistemomis. Šilumos perdavimas, skysčių dinamika ir kiti inžinerijos principai veikia aušinant variklį ir palaikant alyvos srautą.
Šilumos inžinerija yra svarbi beveik bet kurios mašinos konstrukcijai. Mechaniniai elementai ir elektros grandinės veikimo metu generuoja šilumą, o šilumos kaupimasis dažnai gali kelti pavojų įrenginiui. Siekiant kompensuoti ir padėti reguliuoti mašinos vidinę temperatūrą, pridedami aušinimo mechanizmai, dažniausiai ventiliatoriai arba skysčio cirkuliaciniai siurbliai. Prietaisai, kuriuose naudojamas šis principas, yra kompiuteriai ir automobilių akumuliatoriai.