Beide Einheiten beschreiben dieselbe physikalische Größe: die Energie, die erforderlich ist, um die Temperatur eines Kilogramms Stoff um ein Kelvin zu erhöhen. J/(kg·K) ist die SI-Basiseinheit; kJ/(kg·K) ist um den Faktor 1.000 größer. Wasser hat eine spezifische Wärmekapazität von 4.186 J/(kg·K) bzw. 4,186 kJ/(kg·K).

In deutschsprachigen Ingenieurtabellen (z. B. VDI-Wärmeatlas) werden Werkstoffwerte häufig in kJ/(kg·K) angegeben, da die Zahlenwerte übersichtlicher sind – Metalle liegen typischerweise im Bereich 0,1–0,9 kJ/(kg·K).

Multipliziert man den Wert in BTU/(lb·°F) mit 4.186,8, erhält man J/(kg·K). Eine BTU/(lb·°F) entspricht der Wärmemenge, die nötig ist, um ein Pfund Wasser um ein Grad Fahrenheit zu erwärmen.

Aus den International-Table-Definitionen (1 IT-BTU = 1.055,056 J, 1 lb = 0,453592 kg, 1 °F = 5/9 K) folgt der Umrechnungsfaktor von exakt 4.186,8 J/(kg·K) je BTU/(lb·°F). Im deutschsprachigen Raum tritt diese Einheit fast ausschließlich in US-amerikanischen Normdaten und älterer amerikanischer Anlagentechnik auf.

Wasser hat eine spezifische Wärmekapazität von etwa 4.186 J/(kg·K), was gleichbedeutend ist mit 4,186 kJ/(kg·K), 1,0 cal/(g·°C) und 1,0 BTU/(lb·°F). Dieser Wert ist im Vergleich zu den meisten Werkstoffen außergewöhnlich hoch: Eisen liegt bei etwa 449 J/(kg·K), Aluminium bei etwa 900 J/(kg·K) und Kupfer bei etwa 385 J/(kg·K).

Die hohe Wärmekapazität von Wasser macht es zum bevorzugten Kühlmittel in Verbrennungsmotoren und Heizkörpern; sie ist auch der Grund, warum Küstenklimata ausgeglichener sind als Kontinentalklimata.

Die Kalorie wurde ursprünglich als die Wärmemenge definiert, die 1 Gramm Wasser um 1 °C erwärmt; die BTU als die Wärmemenge, die 1 Pfund Wasser um 1 °F erwärmt. Da beide Definitionen auf denselben Stoff (Wasser) bei nahezu gleichen Bedingungen zurückgreifen, ist die spezifische Wärmekapazität von Wasser in beiden Einheitensystemen numerisch gleich 1 – und damit sind die beiden Einheiten betragsmäßig identisch.

Beide entsprechen 4.186,8 J/(kg·K) gemäß den International-Table-Definitionen. Dieser Zusammenhang dient in der Praxis als nützliche Plausibilitätsprüfung beim Wechsel zwischen metrischen und amerikanischen Einheiten.