硅脂的导热原理主要基于界面导热填充。CPU和散热器底座表面看似平整，但在微观下布满凹凸不平的沟壑，直接接触时只有少数凸点接触，大部分区域是空气隙（空气导热系数约0.026W/m·K，极差）。硅脂的作用就是填充这些空隙，利用其远高于空气的导热系数（通常5-15W/m·K）将热量从CPU传递到散热器。
但硅脂的导热系数远低于金属（铜约400W/m·K），所以理想状态下硅脂层越薄越好，因为硅脂本身也是热阻。涂抹不均匀时，厚的地方热阻大，薄的地方可能未完全填充，导致局部热点。气泡更是致命，因为空气是绝热体。
判断涂抹是否合格的方法：拆下散热器后，观察硅脂在CPU和散热器上的压痕。理想情况是均匀、薄薄一层，覆盖整个CPU顶盖，无气泡、无缺失。对于7921这种较干硬的硅脂，推荐用“五点法”或“X法”后直接压紧，利用压力自动铺展，避免刮涂引入气泡。
另外，硅脂并非导热系数越高越好。高导热硅脂往往含金属颗粒（如银、铝），可能导电并导致短路；且流动性差，难以压薄。对于普通用户，主流硅脂如MX-4、TF8等已经足够，关键是涂抹均匀且薄。