差示掃描量熱法（DSC）是應用最廣泛的熱分析技術之一。在實際應用中塑料和橡膠材料的機械性能與其熱性質－—玻璃化轉變溫度（Tg）、熔融溫度（Tm）、結晶溫度（Tc）、比熱（Cp）及熱焓值等有一定關係。氧化誘導期測試（O.I.T）可以給出材料的氧化行為和添加劑影響的信息。高壓 DSC 可以進一步給出壓力對氧化反應、交聯反應和結晶行為的影響。DSC 曲線上熔融峰的形狀可以給出晶粒尺寸分布的信息，熔融焓給出了結晶度的信息，許多半結晶的熱塑性材料在熔融溫度前在應用溫度範圍都有一個放熱的冷結晶峰，由此引起的收縮會影響材料的使用。用 DSC 還可以得到雜質和濕度的影響。在程控冷卻中可以得到材料結晶溫度、結晶速率以及成核劑和回收材料的影響。第二次加熱曲線能給出材料加工工藝和製備條件的影響。
熱重分析（TG）可以表征材料的分解和熱穩定性。
動態熱機械分析（DMA）可以定量將高分子材料的粘彈性表征為溫度、時間和頻率的函數。
熱機械分析（TMA） 可以準確測量材料的線膨脹係數α。和 DMA 相比，TMA 測試時樣品上施加的是靜態負荷。用針刺模式可以測量油漆層的軟化，用拉伸模式可以測量薄膜和纖維的膨脹。