In generale esiste una relazione di radice quadrata tra lo spessore d di uno strato d'aria statico e velocità dell'aria v. La funzione esatta dipende dalle dimensioni e dalla forma della superficie, ma per il corpo umano un'approssimazione utile è:
L'aria calma funge da strato isolante con una conduttività 
(una costante del materiale, indipendentemente dalla forma del materiale) di 026 W/mK, che ha un coefficiente di scambio termico h (unità di 
) (la proprietà conduttiva di una lastra di materiale) di:
(Kerslake 1972).
Flusso di calore radiante (
) tra due superfici è approssimativamente proporzionale alla loro differenza di temperatura:
where T è la temperatura assoluta media (in Kelvin) delle due superfici, 
è il coefficiente di assorbimento e 
è la costante di Stefan-Boltzmann (
). La quantità di scambio di radiazioni è inversamente proporzionale al numero di strati intercettanti (n):
Isolamento dell'abbigliamento (
) è definito dalle seguenti equazioni:
where è isolamento intrinseco, 
è (adiacente) l'isolamento dell'aria, 
è isolamento totale, 
è la temperatura media della pelle, 
è la temperatura media della superficie esterna dell'indumento, 
è la temperatura dell'aria, 
è il flusso di calore secco (calore convettivo e radiante) per unità di superficie cutanea e 
è il fattore dell'area di abbigliamento. Questo coefficiente è stato sottovalutato negli studi precedenti, ma studi più recenti convergono verso l'espressione 
Spesso I è espresso nell'unità clo; uno clo è uguale 
.
McCullough et al. (1985) hanno dedotto un'equazione di regressione dai dati su un mix di completi di abbigliamento, utilizzando lo spessore del tessuto (
, in mm) e percentuale di superficie corporea coperta (
) come determinanti. La loro formula per l'isolamento di singoli capi di abbigliamento (
) è:
La resistenza evaporativa R (unità di s/m) può essere definito come:
(o talvolta 
in 
)
Per gli strati di tessuto, l'equivalente in aria (
) è lo spessore dell'aria che fornisce la stessa resistenza alla diffusione del tessuto. Il vapore associato 
e calore latente (
) i flussi sono:
where D è il coefficiente di diffusione (
), C la concentrazione di vapore (
) e 
il calore di evaporazione (2430 J/g).
(da Lotens 1993). è relazionato a R di:
dove:
D è il coefficiente di diffusione del vapore acqueo nell'aria, 
.