매체와 유체와의 사이에 온도차가 있으면, 양자 사이에 전도열에 의한 열교환이 행해진다. 이때의 전열속도 [kcal/hr]는 전열면적 A[m2]에 비례하고, 또 유체의 평균온도 t [℃]와 벽 온도 tw [℃]와의 차에 비례하므로 다음 식으로 나타내진다.

비례상수 h [kcal/cm2hr℃]는 경막전열계수라고 불리고, 그 값은 유체의 흐름 상태에 따라 다르다. 열교환기 등과 같이 개체벽을 끼워 온도가 다른 유체 사이에서 열이동이 행해지는 경우, 고온유체의 평균온도 t1과 저온 유체의 평균온도 t2와의 차를 온도 추진력으로 해서 취하면, 고온유체에서 저온유체에로의 전열속도는

로 나타내진다. 계수 U1을 총괄열전달계수 또는 총괄전열계수라 하며. 다음 식으로 나타낸다.

여기에서 h1은 고온 유체측의 전열계수 L은 고체벽의 두께, k는 고체열전도율, h2는 저온유체 측의 전열계수, A는 고체벽의 평균전열면적이다. U는 고온 유체측의 면적을 기준으로 나타낼 수 있다. 원칙적으로 각각의 경막에서 전열계수를 명확히 알 수 있으면 조작 조건의 변화에 대한 열교환기의 성능예측이 가능하지만 실질적으로 총괄열전달계수가 이용되고 있다.