การวัดอัตราการไหลเชิงมวลแบบความร้อน (Thermal Mass Flow Measurement) อาศัยหลักการถ่ายเทความร้อนเป็นพื้นฐาน เมื่อก๊าซหรือของเหลวไหลผ่านพื้นผิวที่ถูกให้ความร้อน ของไหลนั้นจะดูดซับความร้อนออกจากพื้นผิวและพาความร้อนไปด้วย กล่าวได้ว่าการไหลดังกล่าวมีผลทำให้พื้นผิวที่ถูกให้ความร้อนเย็นลง ยิ่งอัตราการไหลมากเท่าใด พื้นผิวก็จะยิ่งเย็นลงมากเท่านั้น ด้วยการบันทึกปริมาณพลังงาน (ไฟฟ้า) เพิ่มเติมที่จำเป็นต้องใช้เพื่อรักษาอุณหภูมิของพื้นผิวที่ถูกทำให้เย็นลงให้คงที่ที่ค่าเดิม จึงสามารถคำนวณปริมาณความร้อนที่ถูกดูดซับเข้าสู่ของเหลวที่ไหลผ่านพื้นผิวนั้นได้

Heat capacity
การวัดแบบ Thermal Mass Flow อาศัยคุณสมบัติทางความร้อนของของไหล เช่น ค่าความจุความร้อนจำเพาะ (Specific Heat Capacity) ซึ่งเป็นคุณสมบัติเฉพาะของสารแต่ละชนิด ค่าความจุความร้อนจำเพาะใช้ในการอธิบายว่า เมื่อของไหลได้รับพลังงานความร้อนในปริมาณหนึ่ง อุณหภูมิของของไหลนั้นจะเพิ่มขึ้นเท่าใด (หน่วยเป็นองศาเซลเซียส) มวลของของไหลมีผลโดยตรงต่อการดูดซับความร้อน เช่น ของไหล 2 กรัม สามารถดูดซับความร้อนได้มากกว่า 1 กรัมของสารชนิดเดียวกัน โดยหลักการนี้สามารถใช้ได้ทั้งกับของไหลที่อยู่นิ่งและของไหลที่กำลังไหล โดยเฉพาะในช่วงอัตราการไหลต่ำ

Thermal Mass Flow Measurement อาศัยหลักการพื้นฐานนี้ โดยเชื่อมโยงอัตราการไหลเชิงมวล (เช่น กรัมต่อวินาที) เข้ากับพลังงานความร้อนที่จ่ายให้ (เช่น จูลต่อวินาที) ผ่านค่าความจุความร้อนจำเพาะ และความแตกต่างของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นในระบบ