En este caso, el calor se transmite sin ningún medio o soporte material a través de ondas electromagnéticas en el espacio que transportan paquetes de energía térmica.

En un día de verano, con un sol radiante, si colocamos una lupa junto a un cigarrillo, podemos conseguir que se prenda. También en un día soleado pero con viento frío, quién no ha comprobado, al introducirse en su coche, que el interior está bastante caliente, en contraste con el exterior.

Todo esto es debido a la radiación térmica, que es la transmisión de calor sin soporte material por ondas procedentes del sol. Cuando un fuego adquiere serias proporciones, las llamas emiten radiaciones a las superficies colindantes, consiguiendo que comiencen a arder. Este es el motivo de que el día de San José, en Valencia, antes de quemar una «falla» rocíen de agua los edificios colindantes. La cantidad de calor transmitido por radicación a un cuerpo disminuye al aumentar la distancia de alejamiento.
Los cuerpos opacos absorben las radiaciones y transmiten muy mal la radiación térmica.
A los cuerpos transparentes les ocurre todo lo contrario. Cualquier superficie brillante, como los espejos reflejan la radiación calorífica.

Existe una cuarta forma de transmisión del calor: por desplazamiento de partículas incandescentes. En este sentido, es frecuente que al calentarse o quemarse las partículas de un combustibles sólido o líquido desprendan o salten partículas sólidas o líquidas incandescentes, como consecuencia de tensiones o sobrepresiones internas.