물체가 열을 빼앗겨서 온도가 내려가다가 냉각될 때의 온도와 시간과의 관계를 나타내는 곡선. 세로축에 온도, 가로축에 시간을 나타내어 표시한다. 물질이 상태 변화를 일으키는 온도나 성분의 일부가 석출(析出)하는 온도에서는 비열이 변하므로 냉각곡선이 꺾이기도 한다. 냉각곡선을 이용하여 물질의 특성인 녹는점, 전이점 등을 구할 수 있고, 냉각에 따른 변화나 조직의 변화를 구하는 데 이용할 수 있다. 또 상평형그림을 얻을 수도 있다. 혼합물은 순물질보다 더 낮은 온도에서 냉각된다.