Do opisu i określenia zjawisk, stanów różnych układów oraz procesów w nich przebiegających niezbędne jest wykonanie pomiarów szeregu wielkości fizycznych.
W technice cieplnej występuje konieczność pomiaru wielu takich wielkości. Dodatkowo jednak w działach wchodzących w zakres tej techniki, tzn. w termodynamice, wymianie ciepła i energetyce cieplnej, występuje konieczność pomierzenia wielkości specyficznych i charakterystycznych dla tych działów.
W zjawiskach, procesach i maszynach oraz urządzeniach związanych z tymi dziedzinami ważne są wielkości, które określają:
-własności cieplne substancji, np.: ciepło właściwe, przewodność cieplna czy też dyfuzyjność termiczna, objętości i gęstości czynników;
-stany termodynamiczne układów, w których te procesy przebiegają, np.: parametry termodynamiczne (jak ciśnienie, temperatura czy stopień
suchości pary);
- charakterystyki wentylatorów, sprężarek, pomp, silników, turbin, wymienników ciepła oraz urządzeń kotłowych, grzewczych, klimatyzacyjnych i chłodniczych;
- strumienie przepływających substancji oraz energii i mocy, co umożliwia przeprowadzenie np.: bilansu masy dla całego procesu lub też bilansów związanych z różnymi formami i sposobami przekazywania energii i ciepła między otoczeniem, układami i podukładami.