การกำหนดการกระจายอุณหภูมิภายในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเกี่ยวข้องกับการค้นหาสูตรทางคณิตศาสตร์ที่แม่นยำซึ่งเรียกว่าวิธีแก้เชิงวิเคราะห์ของสมการการนำความร้อน อย่างไรก็ตาม วิธีแก้เหล่านี้ใช้ได้เฉพาะกับรูปทรงง่ายๆ และเงื่อนไขขอบเขตเท่านั้น ความซับซ้อนของรูปทรงเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนหรือเงื่อนไขขอบเขตในกรณีจริงมักทำให้ไม่สามารถหาคำตอบเชิงวิเคราะห์ได้ วิธีแก้เชิงวิเคราะห์สามารถหาได้จากรูปทรงง่ายๆ เช่น ปัญหาการนำความร้อน 1 มิติในแท่ง
ในสถานการณ์ที่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมีรูปทรงและเงื่อนไขขอบเขตที่ซับซ้อนมากขึ้น จะใช้การคำนวณเชิงตัวเลขเพื่อแก้สมการการนำความร้อน การคำนวณเชิงตัวเลขเหล่านี้ให้คำตอบที่ครอบคลุมสำหรับกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนแบบ 1 มิติ 2 มิติ หรือ 3 มิติ โดยคำนึงถึงการพึ่งพาเวลา การใช้การคำนวณเชิงตัวเลขช่วยให้วิศวกรเข้าใจกระบวนการถ่ายเทความร้อนภายในระบบได้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น ทำให้สามารถแก้ไขรูปทรงและเงื่อนไขขอบเขตที่ซับซ้อนมากขึ้นได้อย่างแม่นยำ
