Toplotna obremenitev je izračunana toplotna količina, ki se uporablja za določitev velikosti klimatske naprave, potrebne za učinkovit nadzor temperature v stavbi ali prostoru. V bistvu se izraz toplotna obremenitev nanaša na količino toplote, ki jo je treba v določenem obdobju odstraniti iz katerega koli prostora, da se izpolnijo zahteve uporabnikov. Ta toplotna značilnost zgradb ali posameznih prostorov je produkt številnih strukturnih, okoljskih in uporabnih dejavnikov, ki jih je treba upoštevati. Zelo malo posameznih prostorov bo imelo enake toplotne lastnosti, zato bi bilo treba izračune toplotne obremenitve idealno narediti za vsako posamezno klimatsko napravo. Izračuni toplotne obremenitve se lahko izvedejo ročno z uporabo tabel znanih vrednosti ali s programsko opremo za kalkulator toplotne obremenitve.
Toplotne značilnosti katerega koli prostora so kompleksna kombinacija številnih dejavnikov. Lokacija prostora, njegova uporaba, število ljudi, ki ga uporabljajo, ter število in vrsta naprav v območju igrajo vlogo. Le redkokdaj dva enaka prostora, tudi če sta neposredno drug ob drugem, povzročita enako obremenitev. Na primer, spalnica, v kateri so trije otroci, vsak s svojim računalnikom, bo imela drugačno toplotno obremenitev kot enaka spalnica enega mladega odraslega v neposredni bližini. To bi bilo še posebej opazno, če bi bila ena od sob večino dneva deležna neposredne sončne svetlobe.
Pri določanju toplotnih obremenitev imajo pomembno vlogo uporabljeni materiali pri gradnji prostora, število oken in vrat v prostoru ter prevladujoče vremenske razmere. Največji dejavnik, ki prispeva k pridobivanju toplote na katerem koli območju, je sončno sevanje. Pri izračunih toplotne obremenitve sta pomembna spremenljivka, ali območje prejema neposredno sončno svetlobo in kako dolgo vsak dan. Veliko vlogo igra tudi število ali zunanjih vrat in oken. Pomembni so tudi materiali, uporabljeni pri gradnji, in vrsta izolacije.
Na toplotne obremenitve vpliva tudi število ljudi, ki redno bivajo v prostoru. Bistveni del izračuna sta tudi število in vrsta električnih naprav, ki redno obratujejo v prostoru. Če se prostor uporablja kot prostor za shranjevanje, je treba vrsto in količino shranjenih materialov ter materiale, v katerih so shranjeni, vključiti v vse ocene pridobivanja toplote. To je še posebej pomembno pri izračunu toplotne obremenitve za zamrzovalnike in hladilnice.
Izračuni toplotne obremenitve se lahko izvedejo ročno ali s programskimi aplikacijami. Za ročne ocene so potrebne tabele, ki navajajo znane povprečne vrednosti za toplotno zakasnitev pogosto srečenih spremenljivk. Toplotne obremenitve so izražene kot vrednost britanske toplotne enote (BTU) in vsak element na grafikonu ima svoj lasten podpis BTU. Te seštejejo, da dobimo skupno oceno BTU za prostor in izbrano klimatsko napravo z ustrezno oceno. To omogoča, da so enote za ogrevanje in klimatizacijo tesno usklajene z zahtevami aplikacije, s čimer se prepreči precenjevanje ali podcenjevanje sistemov.