除太陽以外，火是上古時代人的唯一的地上熱源。原始社會時期，人們已學會利用火，發明了鑽木取火的方法。用兩條木片，使其之一的一端與另一條激烈摩擦，在摩擦點附近放上易燃物質。摩擦運動產生高溫，甚而迸出火星，易燃物質即著火。史籍記載，這個方法是由原始社會初期的燧人氏發明的，故稱「燧人氏鑽木取火」。通過鑽木取火，人們在春秋戰國時期懂得了一條熱學的基本規律：「木與木相摩則燃」。(《莊子·外物》)
古代人還發現其他種種摩擦取火的方法。《關尹子》說：「石擊石即光。」這是石塊與石塊的碰撞發火。摩擦竹片也能發火。以一片竹瓦(竹筒破而為二，似瓦狀)覆蓋紙灰，在其上穿一小孔，以另一竹片通過小孔往來摩擦，「三四回，煙起矣。十餘回，火落孔中，紙灰已紅」(《物理小識》卷二)。從鐵器時代開始，人們發現鐵與石相碰擊或刮摩能發火，人們稱它為火石鐮、鋼鐮。還有陽燧取火，這已在光學一章中敘述過了。
值得注意的是，我國少數民族發明了種種取火工具。其中，如景頗族取火器，看來簡單，道理卻很深奧。景頗族取火器(如圖6-1)，以牛角作外套筒，木製推桿。桿前端粘縛艾絨。取火時，一手握住套筒，一手猛推桿入筒、並隨即將桿拔出，艾絨即燃。口吹艾絨，立見火苗。顯然，在19世紀以前任何一個民族都不知道熱力學中的絕熱壓縮過程。在這個過程中，系統不與外界發生任何熱交換，由於急速壓縮，體積急速發生變化，因而系統的溫度急速升高，以至達到燃點。景頗族的祖先以他們的聰明才智，在熱力學誕生之前很久很久，就在實踐中發明了符合絕熱壓縮原理的取火器。這種取火器通過東南亞而傳到歐洲，被稱為「活塞式點火器」。
唐宋時期人們發明了原始的火柴。「夜中有急，苦於作燈之緩」(陶谷：《清異錄》)，聰明人削杉木小片，其薄如紙，將硫磺塗於木片端，當它與熱灰燼或高溫物體接觸，即焰起發火。宋代市上成批出賣，俗名「火寸」、「發燭」、「焠兒」，又稱「引光奴」。近代火柴是以摩擦、使火柴頭上藥料生火，而它的祖先是接觸熱灰燼發火。從鑽木到火石鐮，再到火寸，是古代熱學技術不斷進步的表現。
除了發明種種起火方法外，古代人也發現了各種自燃現象。晉代張華說：「積油滿萬石，則自然生火。」(《博物志》卷三)張華還指出，生石灰遇水澆，亦焰起煙燃。宋代人就這些發現總結說：「油絹紙、石灰、麥糠、馬矢糞草，皆能發火。」(陳師道：《後山談叢》卷四)
中國是世界上最早發現並利用高溫燃料的國家，如煤炭、石油、天然氣的開發與利用，在歷代典籍中的記載屢見不鮮。
人類生活中，一方面要火，要高溫；另一方面又要冰，要降溫。早在西周初期，中國人就開始利用天然冰塊冰凍食品。當時的一首民歌描述了冬日采冰的情形，它唱道：
詩人屈原在其《賦·招魂》中寫道：「冰凍甜酒，滿杯進口真清涼。」西周人還製作了一種專置冰塊與食品的「冰鑒」(《周禮·天官·凌人》)，即冰盒或冰櫃類的東西。古代的降溫方法中，如在盛夏之日引水上屋頂；(《舊唐書·西戎傳》)在養蠶室門口放幾桶新井水，「以生涼氣」(《農書·農桑通訣集之六·蠶繅篇》)，都有很久的歷史了。
熱究竟是什麼？是物質還是運動？這是18世紀科學界爭論的大問題之一。持「熱質說」、「燃素說」者認為，熱是一種物質，燃燒現象是因為自然界有燃素。這種學說在十七八世紀曾解釋某些熱和燃燒現象，但不能解釋摩擦起火現象。「熱是一種運動」是由倫福德伯爵(即本傑明·湯姆森，公元1753-1814年)在1798年從鑽大炮孔的摩擦實驗中作出的。他以此推翻了熱質說，促進了熱學的發展。古代中國人對問題的回答二者皆有。
先秦時期，人們崇尚「五行」觀念。五行，即金、木、水、火、土，其中火也是自然萬物之一。因此，火是物質的看法有著非常久遠的歷史。後來，道家著作《關尹子》發展了這種觀念。他寫道：
寒暑溫涼之變，如瓦石之類，置之火即熱，置之水即寒，呵之即溫，吹之即涼，特因外物有來有去，而彼瓦石實無來去。
在《關尹子》的作者看來，「外物」的來去使瓦石發生熱、寒、溫、涼之變。這種「外物」觀與熱質說幾乎一致了。頗有意思的是，古代人還大膽地從五行觀念中找摩擦生火的根據。北齊劉晝說：
金性苞水，木性藏火，故煉金則水出，鑽木而火生。(《劉子·崇學》)
在他看來，摩擦起火是由於木本身含有「火素」或燃素的緣故。五行觀念給古代人輕巧地抵達科學彼岸提供了獨木方舟，但他們抵達的卻是一個更為離奇的世界，而不是科學。
中國古代人也有持運動說的。南唐譚峭在其《化書》中寫道：「動靜相摩，所以生火也。」他的思想一直影響到清代，鄭光祖在《一斑錄》中說：「火因動而生，得木而然。」古代人從鑽木取火的經驗中得出的這個結論是科學的。它和倫福德伯爵從鑽大炮孔中作出的科學結論完全一致。