Lämpöliike on prosessia aineen muodostavien hiukkasten kaoottista ( satunnaista) liikettä . Mitä korkeampi lämpötila, sitä nopeammin hiukkaset liikkuvat. Useimmiten tarkastellaan atomien ja molekyylien lämpöliikettä .
Hiukkasen lämpöliikkeen ominaisnopeus voidaan johtaa Maxwell-jakaumasta .
Satunnaisuus on lämpöliikkeen tärkein ominaisuus. Tärkein todiste molekyyliliikkeen olemassaolosta on Brownin liike ja diffuusio .
On väärin sekoittaa käsitteitä "lämpöliike" ja " Brownin liike ". Brownin on aineessa suspendoituneiden näkyvien hiukkasten liike; lämpö - itse aineen hiukkasten liike. Lämpöliike on Brownin liikkeen syy.