Gradientul temperaturii este un cîmp de vectori: în fiecare punct din spațiu vectorul arată în ce direcție crește temperatura și cît de mult pe unitatea de distanță.
De exemplu, dacă avem un cub de metal și ținem fața de jos la o temperatură mică, fața de sus la o temperatură mare, iar restul fețelor le izolăm termic, după atingerea echilibrului termic distribuția temperaturii va arăta așa: temperatură e mică în stratul cel mai de jos, crește uniform pe măsură ce urcăm și e mare în stratul cel mai de sus. În fiecare punct din cub gradientul temperaturii e un vector orientat în sus, de mărime egală cu dT/dz, adică în cazul ăsta particular ΔT/L (L e latura cubului, ΔT e diferența dintre temperatura de sus și de jos).
La fel, oricărui cîmp de scalari îi corespunde un astfel de gradient care arată cum sînt orientate variațiile locale și cît de rapide (în spațiu) sînt ele. Cîmpul astfel analizat e de obicei în trei dimensiuni, dar se poate defini și în două și în una. Un „cîmp” zero-dimensional, adică un punct, nu poate avea gradient pentru că nu are variație în spațiu (are o singură valoare, în acel punct). Cîmpul unidimensional are și el gradient, dar nu se mai poate spune că e vector, pentru că e orientat de-a lungul acelei linii, deci e la fel ca un scalar (cu plus și minus, eventual).
În particular gradientul temperaturii este interesant și util pentru că arată, de exemplu, cum se deplasează căldura dintr-o regiune în alta a unui material, sau unde sînt cele mai mari tensiuni mecanice cauzate de dilatările termice.
