不同的材料的导热机制也是不同的，对于金属晶体来说，其晶格中的自由电子对导热功能发挥重要的作用，对于金属晶体中的声子来说可以忽略其导电功能。然而非金属的导热机理主要还是靠分子和原子的无规则运动来完成的，由于非晶体也可以被看做及细的晶体，因此也可以通过声子运动来分析它的导热机理，除此之外对于一些投射性十分好的玻璃或者单晶体来说，其中的光子对导热也起着十分重要的作用，因此可以总结材料内部的导热载体一共有三种，分别是声子、电子、光子。
高分子材料内部的热传导主要通过声子进行传递。在高分子材料中存在着晶体结构和无定形结构，晶体结构中的分子链排列规整，能够实现声子在的快速传递。然而，高分子材料的热导率并不高，这主要是由于高分子材料中同样存在着无定形结构。无定型结构中的分子链相互缠绕，呈现无规律排列，分子链中的原子存在着多种振动方式，导致了声子在传输过程中发生散射，降低了高分子材料的热导率。
目前一般通过两种方法来提高其导热性能：（1）提高结晶度，利用声子在晶格中的传播导热。但该方法复杂、成本高，难以实现大规模的工业化生产。（2）加入具有较高导热系数的导热填料如氮化铝、氮化硼和碳纳米管等，制备填充型导热复合材料。该方法因易于加工成型和低成本而被广泛应用。