ในการศึกษาเทอร์โมไดนามิกส์ กระบวนการคายความร้อน (อังกฤษ: Exothermic) หมายถึงกระบวนการหรือปฏิกิริยาที่ปลดปล่อยพลังงานออกจากระบบ โดยมากมักปลดปล่อยในรูปของความร้อน แต่ก็อาจอยู่ในรูปของแสง (เช่นประกายไฟ หรือระเบิด) ไฟฟ้า (เช่นแบตเตอรี่) หรือเสียง (เช่นเสียงเผาไหม้ไฮโดรเจน) ผู้คิดคำนี้ขึ้นครั้งแรกคือ Marcellin Berthelot กระบวนการตรงข้ามของการคายความร้อนคือกระบวนการดูดความร้อน ซึ่งดูดซับพลังงานในรูปของความร้อนหลักการนี้ประยุกต์ใช้ได้มากมายตั้งแต่ฟิสิกส์เชิงกายภาพจนถึงปฏิกิริยาเคมี ซึ่งพลังงานจากพันธะเคมีจะถูกแปลงไปเป็นพลังงานความร้อนดูดสลายพลังงาน