Ο όρος «θερμικό εργασιακό περιβάλλον» έχει διττή σημασία. Από τη μία εκφράζει το σύνολο των θερμικών συνθηκών ενός εργασιακού χώρου (σε συνάρτηση με τη μορφή και το είδος της εργασίας, τις θερμικές ανταλλαγές μεταξύ του ανθρώπινου οργανισμού και του περιβάλλοντος). Από την άλλη, υποδηλώνει τη θερμική κατάσταση του ανθρώπινου οργανισμού (θερμική άνεση ή θερμική καταπόνηση).
Ο άνθρωπος, ως ομοιόθερμος οργανισμός και μέσω του μηχανισμού της ομοιόστασης, διατηρεί σταθερή τη θερμοκρασία του σώματός του εντός ενός στενού φάσματος, τυπικά στους 37,0°C ± 0,5°C. Σ’ αυτή την κατάσταση το θερμικό ισοζύγιο του ανθρώπινου οργανισμού είναι σταθερό, ως αποτέλεσμα των μηχανισμών της θερμογένεσης και της θερμοαποβολής. Η θερμική αυτή ισορροπία στον ανθρώπινο οργανισμό εκφράζεται από την εξίσωση:
Το στενό αυτό φάσμα της θερμοκρασίας του σώματος είναι απολύτως απαραίτητο προκειμένου να συντελεστούν οι βιοχημικές και κυτταρικές διεργασίες, από τις οποίες εξαρτώνται οι σωματικές λειτουργίες. Κατά τη φυσιολογική λειτουργία του οργανισμού, ο μεταβολισμός στα κύτταρα παράγει, μέσω των καύσεων, ποσά θερμότητας, η μεγαλύτερη ποσότητα των οποίων διοχετεύεται στις μυϊκές ίνες. Όταν οι εξωτερικές συνθήκες επιτρέπουν τη διατήρηση αυτού του φάσματος θερμοκρασίας, τότε ο εργαζόμενος βρίσκεται σε κατάσταση θερμικής άνεσης (ουδέτερη ζώνη ή ζώνη θερμικής άνεσης).
Σ’ ένα θερμικά ουδέτερο περιβάλλον, η παραχθείσα θερμότητα βρίσκεται σε ισορροπία με την αποβληθείσα, μέσω της ακτινοβολίας, της αγωγής και της μεταφοράς (εικόνα 1). Για να διαπιστωθεί η θερμική άνεση, του εργαζομένου, εξετάζονται και αναλύονται διάφοροι λειτουργικοί παράγοντες, που συνδέονται με το περιβάλλον εργασίας, όπως η θερμοκρασία, η ταχύτητα του αέρα, η υγρασία, η θερμική ακτινοβολία, καθώς και στοιχεία που αφορούν το ίδιο το άτομο, όπως τα ρούχα, η κατάσταση της υγείας, η ιδιοσυγκρασία και οι δραστηριότητές του.
Αντίθετα, όταν ο εργαζόμενος βρεθεί σε επιβαρυμένους θερμικά εργασιακούς χώρους, όπου οι ομοιοστατικοί μηχανισμοί δεν επαρκούν ώστε να διατηρηθεί η ισορροπία μεταξύ προσλαμβανόμενης και αποβαλλόμενης θερμότητας, η κατάστασή του μετατρέπεται από κατάσταση θερμικής ισορροπίας σε κατάσταση θερμικής καταπόνησης. Ειδικότερα, η έκθεση σε θερμό εργασιακό περιβάλλον συντελεί στο θερμικό στρες, ενώ εκείνη σε κρύο, στο ψυχρό στρες. Η παρατεταμένη παραμονή σε θερμό περιβάλλον ενεργοποιεί άμεσα τη διαδικασία εξάτμισης, μέσω του δέρματος (ιδρώτας) και του αναπνευστικού βλεννογόνου, καθώς και την περιφερική αγγειοδιαστολή. Αντίστοιχα, η έκθεση στο κρύο ενεργοποιεί άμεσα την περιφερική αγγειοσυστολή, το μυϊκό τρέμουλο ενώ κινητοποιούνται αποθέματα γλυκόζης και λίπους.