温度边界层的概念是流动边界层概念在非等温流动情况下的推广。运用温度边界层的特性，简化能量方程，仿照流动边界层的计算方法，可以进行对流传热的计算，确立温度分布，求得传热分系数。温度边界层也称热边界层，流体流过壁面时，边界附近因加热或冷却而形成的具有温度梯度的薄层，也就是对流传热热阻所在的区域。在此区域之外，温度梯度和热阻都可忽略。因此，关于对流传热的研究，仅限于温度边界层范围之内。在湍流热对流系统中存在着两种边界层，黏性边界层和温度边界层。这两种边界层被认为都是由RB热对流中的大尺度环流在底板上的剪切而产生的。温度边界层中的热量传输是通过热传导，因此整体热量输运与温度边界层的厚度紧密相关。