Ambas unidades expresan la misma magnitud física: la energía necesaria para elevar la temperatura de un kilogramo de sustancia en un kelvin. La diferencia es de escala: 1 kJ/(kg·K) = 1.000 J/(kg·K).

La forma en julios es la unidad base del SI; la forma en kilojulios es la preferida en los libros de termodinámica de ingeniería porque produce cifras más manejables para materiales comunes (los metales se sitúan típicamente entre 0,1 y 0,9 kJ/(kg·K)). El agua, por ejemplo, tiene un calor específico de 4.186 J/(kg·K) o, equivalentemente, 4,186 kJ/(kg·K).

El factor de conversión exacto es 4.186,8 J/(kg·K) por cada BTU/(lb·°F). Este valor se obtiene combinando las definiciones de la Tabla Internacional: 1 BTU (IT) = 1.055,056 J, 1 libra = 0,453592 kg y 1 °F = 5/9 K. El BTU por libra-grado Fahrenheit se emplea principalmente en tablas de vapor y en la especificación de equipos de climatización de origen estadounidense.

El agua líquida tiene un calor específico de aproximadamente 4.186 J/(kg·K), equivalente a 4,186 kJ/(kg·K), 1,0 cal/(g·°C) y 1,0 BTU/(lb·°F). Este valor es excepcionalmente alto en comparación con la mayoría de los materiales: el hierro se sitúa en torno a 449 J/(kg·K), el aluminio en unos 900 J/(kg·K) y el cobre en unos 385 J/(kg·K).

La elevada capacidad calorífica del agua explica su uso como refrigerante en motores y la relativa suavidad del clima costero frente al continental.

La caloría se definió originalmente como el calor necesario para elevar 1 gramo de agua en 1 °C, y el BTU como el calor necesario para elevar 1 libra de agua en 1 °F. Al referirse ambas unidades a la misma sustancia (el agua) en condiciones similares, el valor numérico del calor específico del agua resulta ser 1 en los dos sistemas.

Por tanto, 1 cal/(g·°C) = 1 BTU/(lb·°F), ambos equivalentes a 4.186,8 J/(kg·K) según las definiciones de la Tabla Internacional. Esta coincidencia numérica sirve como comprobación rápida al cambiar entre unidades métricas y las del sistema consuetudinario estadounidense.