由于木材具有多孔性，其导热率相对较低。木材的导热率随密度增加而变大。木材顺纹的导热率约是其横纹方向导热率的二倍。例如：松树顺纹方向的导热系数是0.22 W/m°C，横纹方向是0.14 W/m°C。木材含水率的增加也会引起导热系数增大。一般来说，木材温度下降，强度增加。木材顺纹方向的热膨胀率非常小，而径向与弦向的热运动较大。木材的不同纹理方向上体现出的热膨胀系数和干缩湿胀系数的关系在木材的尺寸上也有类似的特征。木材温度的多次变化会降低木材强度。零度以下的木材会冷冻开裂，主要原因是细胞间隙的水分结冰使体积增大。
木材的热容取决于木材密度、含水率、温度及其纹理方向。赤松与云杉的平均比热值在0-100 °C时为2300 J/kg°C。由于水的比热大于木材的比热，所以木材的含水率增加，木材比热增大。赤松的比热和砖基本相同，虽然木材的密度只有砖的1/3。尽管石棉等保温材料的隔热能力约为木材的三倍，但木材仍具有良好的热容性，粗糙的圆木墙是理想的外墙结构。
