Temperaturgefälle wird mitunter die Temperaturdifferenz beim Übergang der Wärme von einem Körper auf einen andern, direkt oder durch Vermittlung dritter Körper, genannt.

Ohne ein solches Temperaturgefälle kann durch die Wärme keine Arbeit geleistet werden. Die größte aus einer bestimmten Wärmemenge zwischen zwei vorgeschriebenen Grenztemperaturen theoretisch erreichbare Arbeit ist proportional dem Temperaturgefälle und ist durch den Carnot-Prozess nach oben begrenzt.

Dem Wortsinn nach ist das Temperaturgefälle aber auch der Temperaturgradient, also die erste Ableitung der Temperatur nach einer Ortskoordinate. In einem Festkörper (Gestein) bestimmt dieses Gefälle die Wärme- oder Temperaturleitung (Wärmeleitungsgleichung).

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