由于散热器和主动冷却设计可能涉及许多仿真测试，因此人们很容易认为导热界面材料的使用也是如此。实际上，采用散热器和导热界面材料的系统的设计计算相当简单，并且遵循电路分析中的一些基本概念。中心思想是计算堆叠元件 + 界面 + 散热系统的热阻，并将其与元件 + 空气 + 散热系统作比较。通过考虑空气间隙界面的相对热导率，可以计算通过导热界面材料和散热器的元件对环境的热阻的影响而得出预期降低的热阻抗值。

  采用散热器、元件及两者之间界面的系统通常可视为是一个具有单一维度导热的多层系统。使用层状材料的导热率关系，可以将具有空气系统的热阻与包含导热界面材料的两者系统进行比较。下方定义了每个系统的热阻：

  减去两个热阻值之后，可以通过添加导热界面材料得出对环境热阻的预期变化具有以下关系：

  典型的导热界面材料：上述系统中的空气厚度比在 10:1 到 1000:1 之间，具体取决于加工散热器的表面粗糙度和元件的连接表面。通过与具有 3.5 W/(m•K) 热阻的 0.5 mm 导热垫的材料作比较，可以发现，对于 5 mm × 5 mm 的集成电路，底部元件对环境热阻的预期降低值约为 -3.81 °C/W。

  这只是一个粗略的近似值，但却说明了元件及其散热器中的各种因素如何影响热传输，以及目标元件可能对环境热阻带来的变化。这使得设计者在选择散热器附件中使用的导热界面材料的时需要考虑三个要点：

1.使用热导率更高的材料，热量会更快传导到周围环境中, 使其热阻降低的程度较高

2.若使用更厚的材料，其热阻降低程度较少，因为热量必须穿过更大一块导热界面材料

3.当使用特定材料和厚度时，覆盖的范围越大，热阻降低程度会更明显

当在较大元件或外壳使用导热界面材料时，可以使用较薄的界面材料来补偿较多传导到导热界面材料的热量。