Wärme ist eine Zustandsgröße der Materie. Der Transport von Wärme ist mit Ausnahme der Wärmestrahlung so erreicht z. B. die Sonnenenergie die Erde immer an einen Stoff gebunden.

Für den Wärmetransport wird also ein Medium benötigt, z. B. bei der Raumheizung das Wasser im Heizkreislauf. Auch die Speicherung von Wärme funktioniert nur, wenn man einen Stoff speichert, der sie enthält (Wärmeträger). Physikalisch gibt es dafür drei unterschiedliche Wege der Wärmespeicherung.

Speicherung als fühlbare bzw. sensible Wärme

Wärme wird einem Speichermedium zugeführt, das infolgedessen seine Temperatur verändert. Dieses Prinzip ist das gebräuchlichste bei der Wärmeversorgung von Gebäuden.  

Speicherung als latente Wärme

Die Wärmezufuhr zum Speichermedium führt zu einer Änderung des Aggregatzustands, meist "fest" zu "flüssig", ohne dass sich die Temperatur des Mediums verändert. Beispielsweise entspricht bei Wasser die zum Eisschmelzen benötigte Wärme etwa der Wärmemenge, die für das Aufheizen der gleichen Menge Wasser von 0 auf 80 Grad ausreichen würde.

Speicherung als chemische Energie

Die fossilen Energieträger Kohle, Erdgas und Erdöl sind die bedeutendsten chemischen Energiespeicher. Sie verdanken ihre Entstehung der Photosynthese von Pflanzen vor Millionen Jahren und werden bei Nutzung stofflich verändert (offener Kreislauf).

Chemische Energiespeicherung mit geschlossenen Kreisläufen gibt es in technischen Anwendungen. Beispielsweise wird in Sorptionsspeichern einem Sorptionsmedium abwechselnd Wasser entzogen und wieder zugeführt. Die dadurch ausgelösten chemischen Reaktionen führen zur Freisetzung nutzbarer Wärme bzw. Kälte.