同步熱分析儀是實驗室中進行物質研究的重要手段
熱分析是在程序控制溫度下，測量物質的物理性質與溫度之間關系的一類技術。這里所說的“程序控制溫度”一般指線性升溫或線性降溫，也包括恒溫、循環或非線性升溫、降溫。這里的“物質”指試樣本身和（或）試樣的反應產物，包括中間產物。
同步熱分析儀采用頂部裝樣結構。與其它結構相比，頂部裝樣結構的特點在于操作簡便。爐體采用真空密閉設計，爐體打開時樣品支架即與稱重系統脫離，有利于對稱重系統的保護，由于氣氛為由下往上的自然流向，因此只需很小的流量即可帶走分解產物，載氣中產物氣體濃度高，特別有利于與FTIR/MS聯用。標準配備三路氣體的質量流量計。
當被測物質在加熱過程中有升華、汽化、分解出氣體或失去結晶水時，被測的物質質量就會發生變化。這時熱重曲線就不是直線而是有所下降。通過分析熱重曲線，就可以知道被測物質在多少度時產生變化，并且根據失重量，可以計算失去了多少物質。從熱重曲線上我們就可以知道CuSO4·5H2O中的5個結晶水是分三步脫去的。通過TGA實驗有助于研究晶體性質的變化，如熔化、蒸發、升華和吸附等物質的物理現象；也有助于研究物質的脫水、解離、氧化、還原等物質的化學現象。熱重分析通常可分為兩類：動態(升溫)和靜態(恒溫)。熱重法試驗得到的曲線稱為熱重曲線(TG曲線)，TG曲線以質量作縱坐標，從上向下表示質量減少；以溫度(或時間)作橫坐標，自左至右表示溫度(或時間)增加。
同步熱分析儀還可用于研究物質的晶型轉變、融化、升華、吸附等物理現象以及脫水、分解、氧化、還原等化學現象。快速提供被研究物質的熱穩定性、熱分解產物、熱變化過程的燴變、各種類型的相變點、玻璃化溫度、軟化點、比熱、純度、爆破溫度和高聚物的表征及結構性能等。
