Питома теплоємність — це кількість теплоти (у джоулях), яку потрібно передати одному граму речовини, щоб підвищити її температуру на один градус Цельсія. Позначається літерою «c» і вимірюється у Дж/(г·°C). Ця проста величина пояснює безліч явищ навколо нас: чому пісок на пляжі пече ноги, а вода — приємно прохолодна; чому клімат біля моря м'якший, ніж у степу; чому алюмінієва каструля нагрівається швидше за воду в ній.
Вода має аномально високу питому теплоємність — 4.18 Дж/(г·°C), одну з найвищих серед усіх речовин. Це означає, що вода повільно нагрівається і повільно охолоджується, діючи як гігантський тепловий акумулятор. Океани поглинають величезну кількість тепла влітку і віддають його взимку, згладжуючи температурні коливання на планеті. Без цієї властивості води різниця між денною та нічною температурою на Землі сягала б десятків градусів — як на Місяці. Для порівняння: Залізо — 0.45, Мідь — 0.39, Золото — 0.13 Дж/(г·°C). Метали нагріваються швидко, але й швидко охолоджуються.
Питома теплоємність елементів підпорядковується цікавому закону Дюлонга–Пті: для більшості твердих елементів молярна теплоємність приблизно однакова — близько 25 Дж/(моль·°C). Це означає, що один моль будь-якого металу потребує приблизно однакової кількості теплоти для нагрівання. Цей закон настільки надійний, що його використовували для визначення атомних мас елементів ще в XIX столітті. Відхилення від нього (як у Берилію чи Алмазу) пояснюються квантовими ефектами та особливо міцними хімічними зв'язками.