量子热的基本原理包括量子态的概念、运动多项式、理论概念与观测化学量之间的对应规则和数学原理。
在数量上
在量子力学中，数学系统的状态由波函数表示，波函数的任何线性叠加总是代表系统的一种可能状态。 状态随时间的变化遵循线性微分方程，多项式预测系统的行为量子物理学理论理论，数学量由满足一定条件、代表一定运算的算子来表示； 检测数学系统在某种状态下的某个数学量的运算对应于表示该量的算子对其波函数的作用； 检测的可能值由算子的固有多项式确定，检测的期望值由包含算子的积分多项式估计。
波函数的平方表示作为其变量的数学量出现的概率。 根据这一基本原理并结合其他必要的假设，量子热可以解释原子和亚原子的各种现象。
量子热的解释涉及很多哲学问题，其核心是因果关系和化学实在性。 根据动力热意义上的因果律，量子热的运动多项式也是因果律多项式。 当系统某一时刻的状态已知时，根据运动多项式就可以预测其未来和过去任意时刻的状态。
但量子热的预测与经典化学运动多项式（粒子运动多项式和波多项式）的预测本质上是不同的。 在经典化学理论中，系统的检测不会改变其状态，它只有一次变化量子物理学理论理论，并根据运动多项式演化。 因此，运动多项式可以对决定系统状态的热量做出明确的预测。
但在量子热力学中，系统的状态有两种
一是系统状态按照运动多项式演化，是可逆变化； 另一个是检测改变系统状态的不可逆变化。 因此，量子热不能对决定状态的化学量给出明确的预测，而只能给出数学量取值的概率。 从这个意义上说，经典化学的因果律在微观领域是失效的。
据此，一些化学家和哲学家得出结论，量子热维持因果关系，而另一些人则认为量子热的因果关系反映了一种新型因果关系——概率因果关系。 在量子热学中，代表量子态的波函数是在整个空间中定义的，并且状态的任何变化都是在整个空间中同时实现的。
量子热表明，微观化学现实既不是波也不是粒子，而真正的现实是量子态。 真实态分解为隐态和显态是由检测引起的，这里只有显态才符合经典化学的真正含义。 微观系统的真实性还表现在其不可分离性。 量子热学将研究对象及其环境视为一个整体，它不允许将世界视为由分离的、独立的部分组成。 关于遥远粒子相关实验的推论也定量地支持了量子态不可分离的想法。