Toplotni prelom je element z nizko prevodnostjo, ki je nameščen med katerima koli materialoma, da bi zaustavil ali upočasnil prenos toplote z enega na drugega. Načelo temelji na drugem zakonu termodinamike, ki ga je oblikoval irski fizik William Thomson, Lord Kelvin. Vsa snov bo prenašala toploto, prenos pa se naravno premika iz toplejšega materiala ali območja v hladnejše. Vsak material, ki ovira ta prenos, je toplotni prelom. Lahko je dejanski material, kot je izolacija, ali pa je ujet mrtev zrak; funkcija ostane enaka.
Znanstveni princip, ki je obstajal, preden je bil identificiran, se kaže v vsakdanjem življenju. Ko nekdo vzame držalo za lončke, uporabi termični odmor. Prešita blazinica preprečuje prenos toplote z ročaja vroče posode na hladnejšo roko kuharja in preprečuje neprijetne opekline. Plastenje oblačil je plastenje toplotnih prekinitev, zato se lahko več tankih plasti počuti bolj udobno kot ena debela. Med vsako plastjo oblačil je zračni prostor, ki deluje kot toplotna prekinitev in preprečuje, da bi oseba, ki je zbrana pod temi plastmi, izgubila telesno toploto.
Ko je zunanji zrak pozimi hladen, so domovi in pisarne s starimi okni hladni in jih je težko ogreti, ker notranja toplota prehaja skozi steklo oken. Novejša, energetsko učinkovitejša okna imajo dve stekleni plošči, ločeni z majhnim prostorom, napolnjenim z zrakom ali inertnim plinom. Zrak ali plin ne bosta prenesla toplote tako hitro kot ena steklena plošča, zato bodo prostori ostali toplejši dlje z manjšo obremenitvijo ogrevalnega sistema. Zračni žep med steklenimi ploščami je toplotni prelom.
Neizolirane hiše in zgradbe imajo v zimskih mesecih ogromne toplotne izgube skozi svoje stene in strehe. Sodobne strukture so zgrajene z izolacijo v stenah ter med stropi in strehami. Spray-on pena je najnovejši izolacijski material, ki zagotavlja toplotno prekinitev med notranjostjo in zunanjostjo hiše ali pisarne, vendar so na voljo tudi druge cenejše možnosti.
Beton, ki je najbolj razširjen gradbeni material na svetu, je zelo gost in toplota skozenj ne prehaja hitro. Sodobne betonske zgradbe imajo dvojne betonske stene s toplotnim prelomom med njimi – običajno vrsto pene. Ta način gradnje daje zgradbi tako trdnost kot odlične izolacijske lastnosti.
Na območjih, kjer je toplota večji problem kot mraz, sistem deluje na enak način, le v obratni smeri. Postavitev pene, netopirjev iz steklenih vlaken ali vpihane celuloze med notranje in zunanje stene ter v podstrešnih prostorih zagotavlja toplotne prekinitve in varčuje z energijo. Okna in vrata s toplotnimi lomi prav tako pomagajo preprečiti uhajanje vročega zraka in znižajo račune za komunalne storitve.