Při průchodu plynu v ustáleném proudění zúžením, např. v cloně nebo ventilu, dochází obvykle ke změně teploty. Částečně je to způsobeno změnami kinetické energie, ale další částí přispívá neideálnost plynu. Jsou-li kanály před a za proudem dostatečně velké, aby kinetická energie byla v těchto stanicích zanedbatelná, měří se teploty před a za proudem v dostatečné vzdálenosti od poruchy způsobené zúžením a systém je adiabatický; měřený účinek je způsoben pouze neidealitou. Z prvního termodynamického zákona vyplývá, že takový proces je izoentalpický a lze užitečně definovat Jouleův-Thomsonův koeficient jako:
jako míru změny teploty, která je výsledkem poklesu tlaku přes zúžení.
Pro většinu reálných plynů za přibližně okolních podmínek je μ kladné – tj. teplota při průchodu zúžením klesá. Pro vodík a helium je záporné a teplota se zvyšuje. Při vyšších teplotách u většiny plynů μ klesá a může být i záporné, μ se může stát záporným také působením tlaku, a to i při teplotě okolí, ale k tomu jsou obvykle nutné tlaky přesahující 200 barů
.