يستخدم التفاضل والتكامل في علم الحرارة لحساب السعة الحرارية وهي كمية الحرارة التي يحتاجها المادة لتغير درجة حرارتها بدرجة معينة. ويمكن حسابها من خلال استخدام المعادلة Q = mcΔT ، حيث Q هي الطاقة الحرارية التي تم استخدامها ، m هي كتلة المادة ، c هي الحرارة النوعية للمادة ، وΔT هو التغير في درجة حرارة المادة.
يمكن استخدام التفاضل لحساب الحرارة اللازمة للتغيير في درجة الحرارة بشكل متزامن لفترة زمنية قصيرة. بينما يمكن استخدام التكامل لحساب الحرارة الإجمالية التي تحتاجها المادة لتغير درجة حرارتها على مدى فترة زمنية محددة.
كما يمكن استخدام التفاضل والتكامل في حساب الكفاءة الحرارية للأنظمة الحرارية والتي تعطي العلاقة بين الحرارة الداخلة إلى النظام والحرارة الخارجة من النظام.