實驗中，將試樣與惰性參比物置于相同的程序控溫環境中。當試樣發生熔融、結晶等熱效應時，會與參比物出現溫度差，差示掃描量熱儀通過傳感器監測并自動調節輸入功率以消除溫差，所消耗的功率差即等于試樣的熱流變化，最終記錄的熱流率與溫度（或時間）的關系曲線，即 DSC 曲線。

差示掃描量熱儀因能直接反映材料的熱穩定性、相變行為及化學反應熱效應，被廣泛應用于以下領域：

高分子材料：

測定熔融溫度、結晶溫度及玻璃化轉變溫度（Tg），評估材料的加工性能與使用穩定性。

分析固化反應熱，優化樹脂、橡膠的固化工藝。

生物醫藥：

研究蛋白質、核酸等生物大分子的熱穩定性，指導藥物配方設計與儲存條件優化。

通過氧化誘導期（OIT）測定，評估醫用塑料的抗氧化性能。

食品科學：

分析脂肪、糖類的熔融與結晶行為，優化食品加工工藝。

檢測食品添加劑的熱分解溫度，確保產品安全性。

無機材料：

測定金屬合金的相變溫度，研究熱膨脹系數與熱導率。

分析陶瓷材料的燒結行為，優化制備工藝。

航天與能源：

測定航天器熱防護材料的相變潛熱，為熱防護系統設計提供數據支持。