La conduction thermique consiste en un échange de chaleur entre deux milieux — pouvant être chacun solide, liquide ou gazeux — , ou entre deux zones d'un même milieu, par l'intermédiaire de la surface de contact séparant ces milieux ou ces zones. Un tel processus constitue l'un des trois modes possibles d'échange de chaleur, les deux autres étant la convection (qui est propre aux fluides) et le rayonnement.
Tout corps matériel se compose à l'échelle microscopique de particules telles que des molécules, des atomes, des ions, des électrons..., et celles-ci ne cessent d'être soumises à diverses sortes de mouvements qui témoignent de la présence en ce corps d'une forme d'énergie particulière, permettant précisément d'y maintenir les déplacements des particules constitutives. Pareils déplacements peuvent être ordonnés, comme c'est le cas pour les électrons d'un fil conducteur soumis à une différence de potentiel ; ils peuvent aussi être plus ou moins désordonnés, comme c'est particulièrement le cas pour l'agitation moléculaire régnant dans un milieu gazeux : quoi qu'il en soit, s'il se trouve que les mouvements des particules sont plus intenses dans une région du corps étudié que dans une autre région contiguë à celle-ci, alors une part de l'énergie soutenant les mouvements des particules se transmettra progressivement de la première à la seconde région à travers leur surface de contact, et ce transfert se poursuivra tant qu'un équilibre n'aura pas été atteint dans l'évaluation d'ensemble des mouvements des particules qui constituent le corps matériel "scindé" suivant cette surface. Un tel transfert d'énergie peut s'effectuer en tout ou en partie sous forme de quantité de chaleur et constitue alors un processus de conduction au sens où nous l'entendrons, c'est-à-dire au sens de conduction thermique (cette expression est à comparer avec la conduction électrique, qui qualifie un processus de transfert d'énergie électrique).
Dans les gaz, le processus de conduction n'opère que lentement. De ce fait, les échanges de chaleur par conduction au sein des milieux gazeux restent souvent faibles, au point de pouvoir être négligés : c'est généralement ce qui survient entre des portions adjacentes de l'atmosphère, où les températures de deux masses d'air qui se côtoient ne sont pas vraiment modifiées par l'action de ce seul processus. Cependant, la surface à travers laquelle se poursuit la conduction peut non seulement délimiter deux régions contiguës d'un même milieu, mais aussi séparer deux milieux adjacents de natures différentes, par exemple l'air et la surface terrestre, ou bien l'air et un feuillage ; dans ce cas, deux facteurs sont susceptibles de renforcer la conduction en l'accélérant : la superficie de la surface de contact, et la différence entre les températures des deux milieux à la jonction de cette surface. En particulier, plus la différence de température (positive ou négative) est forte entre les basses couches d'air d'une part, le sol ou l'étendue d'eau sous-jacents d'autre part, plus important est le développement du processus de conduction transférant l'énergie du milieu le plus chaud vers le milieu le plus froid : c'est là une des circonstances susceptibles d'expliquer que ce processus joue un rôle certes mineur, mais néanmoins non négligeable dans le bilan des échanges d'énergie entre la Terre et son atmosphère.