热噪声的产生源于热力学的基本原理。根据统计力学的观点，任何处于温度以上的物体都会经历微观粒子（如分子、原子或电子）的不规则热运动。这些微观粒子以高度随机性的方式移动并与其周围相互作用，导致了热噪声信号的产生。
热噪声可以通过布朗运动来解释。布朗运动是由爱因斯坦在描述颗粒在液体中的随机运动时提出的概念。微观尺度下的颗粒在受到来自液体分子碰撞的持续推动后会呈现出无规则的、随机的运动轨迹。这种微观颗粒的随机运动会引起周围介质的压力和速度的微小波动，终表现为热噪声。
热噪声也与电子器件的热激发有关。在电子器件中，例如电阻、晶体管等元件，由于温度的存在，电子会因为热激发而发生不规则的运动，导致了电流和电压的微小波动，终表现为热噪声。这种现象在许多电子设备中都是不可忽视的，特别是对于需要高灵敏度和低噪声的应用。