牛頓冷卻公式是描述一箇物體所損失的熱的速率與物體和其周圍環境間的溫度差成比例的關係式。其具體形式如下：
當物體表面與周圍存在溫度差時，單位時間從單位面積散失的熱量與溫度差成正比，比例係數稱爲熱傳遞係數。公式可表示爲：q=hΔT，其中q代表熱流密度，h爲對流給熱係數（亦稱熱傳遞係數），ΔT爲流體溫度與表面溫度的差值，即溫差（亦稱溫壓），且永遠爲正值。
另一箇形式是描述物體冷卻速率的微分方程：dT/dt=-k(T-C)，其中T爲物體當前的溫度，C爲周圍環境的溫度，k爲比例係數（熱傳遞係數），t爲時間。這個公式表明物體的冷卻速率與其溫度和周圍環境溫度的差成正比。對這個微分方程進行積分，可以得到物體溫度隨時間變化的函數關係：T=C+(T0-C)e-kt，其中T0爲物體的初始溫度。
牛頓冷卻公式是由英國物理學家艾薩克·牛頓爵士所提出的一箇經驗性的關係，它建立了“溫度”與“時間”之間的函數關係，描述了一箇“指數式衰減”的過程。這個公式在熱學、工程學等領域有着廣泛的應用。