差熱分析（DTA）的基本原理是在程式控制溫度下，測量物質與參比物之間的溫度差與溫度的關係。這種技術通過描述樣品與參比物之間的溫差（ΔT）隨溫度或時間的變化關係來表徵加熱過程中物質發生的物理變化和化學變化。當試樣發生任何物理或化學變化時，如相轉變、熔化、結晶結構的轉變、沸騰、升華、蒸發、脫氫反應、斷裂或分解反應、氧化或還原反應、晶格結構的破壞等，所釋放或吸收的熱量會使樣品溫度高於或低於參比物的溫度，從而在差熱曲線上得到放熱或吸熱峰。差熱分析可以用於定性和半定量分析物質的相轉變、狀態變化和化學反應等。
DTA曲線的基線移動可以反映比熱發生急劇變化的溫度，例如玻璃化轉變溫度。此外，DTA還可以用於定量分析玻璃和陶瓷相態結構的變化，以及研究固體相變動力學和凝膠材料燒結進程。