Терми́ческий ана́лиз — комплекс методов определения температур, при которых происходят процессы, сопровождающиеся выделением тепла (например, кристаллизация из жидкости) или его поглощением (например, плавление, термическая диссоциация). Термический анализ позволяет определять температуры фазовых переходов.
Визуальный метод термического анализа состоит в наблюдении и измерении температуры появления или исчезновения неоднородности (выпадения кристаллов, исчезновения мути в системе двух несмешивающихся жидкостей) в изучаемой среде при ее охлаждении или нагревании. Визуальный метод применим только к прозрачным легкоплавким объектам. Более общим является метод построения кривых «время-температура». Нагревая или охлаждая объект, измеряют через небольшие промежутки времени его температуру; результаты измерений изображают графически, откладывая время по оси абсцисс, а температуру — по оси ординат. При отсутствии превращений кривая нагревания или охлаждения идет плавно; превращения отражаются появлением на кривой изломов или горизонтальных участков (остановок). Более точен дифференциальный метод термического анализа, по которому нагревание или охлаждение объекта ведут вместе и в одних и тех же условиях с веществом-эталоном, которое в условиях опыта не имеет превращений. В этом случае на одном и том же графике записывают кривую «время-температура» и кривую «время — разность температур» объекта и эталона. Эта разность появляется при любом превращении исследуемого объекта, протекающем с поглощением или выделением тепла. О характере превращений судят по виду простой кривой нагревания или охлаждения, а по дифференциальной кривой точно определяют температуру превращения. Для записи кривых нагревания и охлаждения используют самопишущие приборы (пирометр), электронные автоматические потенциометры, оптические пирометры. С помощью термического анализа решается задача получения количественных характеристик (фазовый состав, теплота реакций) при нагревании или охлаждении объектов. Термический анализ применяется при изучении сплавов металлов, минералов, геологических пород.