Температурным режимом почвы называют распределение температуры в почвенном профиле и непрерывные изменения этого распределения во времени.
Движение Земли вокруг Солнца является причиной сезонных изменений температуры почвы в пределах активного слоя, а вращение Земли вокруг своей оси вызывает суточные колебания температуры. Распространение температурных волн в почве подчиняется законам Фурье. Если температура поверхности почвы меняется периодически, то в почве устанавливаются колебания температуры с тем же периодом. Амплитуды колебаний с глубиной уменьшаются в соответствии с первым законом Фурье:

где А0 - амплитуда колебаний температуры деятельной поверхности почвы; Az - амплитуда колебаний температуры на глубине z; τ - период колебаний; к - коэффициент температуропроводности почвы. Уравнение (XIII. 1) можно переписать в виде:

где he - глубина затухания, или глубина, на которой амплитуда колебаний температуры почвы уменьшается в е≈2.7 раза по сравнению с амплитудой колебаний температуры деятельной поверхности.
Температурные колебания в почве происходят со сдвигом фазы. Сроки наступления максимумов и минимумов температуры на глубине z запаздывают по сравнению с соответствующими сроками для температуры поверхности в соответствии со вторым законом Фурье:

Тепловые свойства почвы определяют, как изменяется температура почвы в процессе поглощения тепла деятельной поверхностью и его перераспределения в активном слое почвы. При поступлении одного и того же количества тепла изменение температуры почвы определяется ее теплоемкостью, а интенсивность внутрипочвенного переноса тепла - теплопроводностью.
Температуропроводность характеризует почву с точки зрения скорости выравнивания температур, которая определяется как теплопроводностью, так и теплоемкостью почвы. Одной теплопроводности недостаточно для определения скорости нагревания или охлаждения почвы, так как в одинаковых внешних условиях при близких величинах теплопроводности более теплоемкие почвы будут медленнее нагреваться и дольше остывать.
При обсуждении температурного режима почвы удобно пользоваться температуропроводностью, т.к. именно этот параметр характеризует «распространение» измеряемой величины - температуры. Тем не менее, для анализа механизмов происходящих явлений приходится обращаться к понятиям теплопроводности и теплоемкости.