熱重分析是在程序控溫和一定氣氛下，測量試樣的質量與溫度或時間關系的技術。用于進行這種測量的儀器稱為熱重分析儀(TGA),俗稱熱天平。

通常用質量對溫度或時間繪制的TGA曲線表示TGA測量的結果。TGA信號對溫度或時間的一階微商，表示質量的變化速率，稱為DTG曲線，是對TGA信號重要的補充性表示。

當試樣以不同方式失去物質或與環境氣氛發生反應時，質量出現變化，在TGA曲線上產生臺階,或在DTG曲線上產生峰。有許多不同的效應可引起試樣失去或獲得質量，如:

●揮發性組分的蒸發，干燥，氣體、水分和其他揮發性物質的解吸附和吸附，結晶水的失去;

●在空氣或氧氣中金屬的氧化;

●在空氣或氧氣中有機物的氧化分解;

●在惰性氣氛中的熱分解，伴隨有氣體產物的生成。對有機化合物，該過程稱為熱解;

●試樣與氣氛的非均相反應，如與含氫吹掃氣體進行的還原反應。此外還有排出產物的反應，如去碳酸基反應或縮合反應。