技术的发展使元器件的密度越来越高，因此，温度过高已成为元器件失效和可靠性降低的一个主要原因。有资料介绍，当温度每升高10℃，可使电容器的寿命下降一倍，使电感器、变压器的寿命下降一倍，使半导体器件的失效率提高一倍。在使底座设备达到必要的性能和可靠性特性方面，热设计已变得与电路设计一样重要。
对于集成电路来说，温度极值（最高值或最低值）会对其产生许多不利的影响，虽然这些影响会随着集成电路的类型、外壳种类、制造方法和器件工艺的不同而有所不同。但下述通用规则可用于大多数集成电路。
（1）在某些情况下，集成电路在极限温度下将不能正常使用（功率失效），但当使用温度回到“正常”范围内时，功能又恢复正常。
（2）在另一些情况下，当集成电路处于温度极值下时其功能将失效。最后，档其在更高的温度下时将因为过高热量而烧毁。
（3）通常，高温会使集成电路的特性发生变化，此外，工作温度的升高还会使漏电流加大，使对噪声的敏感度提高，使平衡电路的不平衡度提高、使“开关尖峰信号”增加或使数字集成电路中的晶体管瞬变电压提高，并使失效率增大。
（4）集成电路的许多退化及（或）失效机理于温度有关。腐蚀、扩散及很多化学反应是普通的例子。高温会使这些机理的作用加速，因而使元器件的可靠性降低。
（5）如果使用数据表中规定的电源电压、输入信号、输出负载及环境温度，就不会有超出最高额定结温的危险。但作为最后检查，应将额定热阻乘以器件最大功耗再加上环境温度，如果得出的值小于最高极限值，则集成电路才是安全的。另外，为了保证可靠地工作，必须对系统的环境应力和安装方法进行热应力分析。
（6）当集成电路在低于其最低温度极限下使用时，该集成电路可能发挥不出其应有的功能。通常，在低温下，对运算放大器和其它线性集成电路来说，增益和功率输出将发生变化；数字集成电路的运行速度将降低，而且其驱动或输出能力也将下降。
（7）在任何情况下，集成电路都不应在低于额定低温存储温度下使用。作为一个通用准则，低温存储温度极限应比使用温度极限低10℃～20℃。
热能对电子元器件和电子设备可靠性的影响机理通常可分为两类：热相关现象和热诱发现象。热诱发现象又可以进一步归纳为由静态或动态两种应力引起的。
静态热应力构成的失效机理通常与门限温度有关，超过这个温度就会出现有害影响，状态转化（比如溶化）就是这种现象的一个普通例子。当发生这类失效时，通常把它们看作是由于过应力引起的。热设计师的责任就是确保元器件所承受的温度即使在最恶劣的条件下也决不超过该元器件的最大额定温度。由于有机材料的玻璃态转化温度比较低，它们经常容易受到热过应力的损坏。
与静态热应力有关的另一种普遍的失效机理是由于界面材料的膨胀系数不一致引起的。当由于热膨胀不一致产生的应力超过界面处接合材料的强度时，就会发生失效。这类失效的普通例子有微电路芯片的接合失效、微电路封装的密封失效和印制板上的铜箔剥离。
动态热应力或温度循环会引起失效。失效的快慢决定于温度循环次数及循环的温度范围。当温度变化率比较低时（典型情况），温度循环诱发的缺陷通常归因于材料的加工硬化（由于反复的膨胀/收缩循环）或质量迁移的累积效应。微电路的芯片接合失效是由温度循环的影响引起的，它是净质量迁移的一个典型例子。当温度变化率很高时，失效通常是致命的并呈现为材料的碎裂或破坏。
与温度有关的失效机理例子包括固体扩散和很多化学反应。金属间化合物的形成（例如紫斑）和金属的锈蚀都是这些例子的典型。对于这样的失效机理，热能的影响是随时间累积的，也就是时间、温度的累积函数。
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