从物理角度来看，冬天气温通常在零下几度到十几度。穿厚衣服的主要作用是隔绝外界寒冷进入身体，同时减少身体热量向外界流失。这样能维持和保证人体正常的体温，让身体在活动时产生足够的热量，从而保持内外温度的平衡。
为什么冬天穿厚衣服就不冷了
在材质选择上，优先选择棉衣、毛衣和线衣，因为越松软的衣物包藏的空气越多，保温效果越好。建议冬天经常晒棉衣使其松软，毛衣定期重织，棉衣每年拆洗一次，线衣每周洗一次。还要注意全身穿衣均衡，特别是脚部的保暖，因为脚部受凉会影响全身，导致浑身发冷。最后，由于冬天皮肤水分蒸发和汗腺排泄，衣物容易滋生细菌降低保温能力，所以冬装也需要勤洗勤换。
冬季天气寒冷，人体与外界存在温差，如果不穿厚衣服，冷空气容易侵入人体，让人感觉到寒冷。特别是在像东北这样严寒的地区，人们必须穿上厚厚的棉服，才能抵御冬日的严寒，避免因为衣着单薄而受冻生病。
虽然厚衣服保暖，但穿衣并非越多越好。衣服本身不产热，保暖性取决于内部空气层的厚度。当空气层总厚度超过1.5厘米时，衣服内的空气对流会加大，反而降低保暖性。此外，穿衣过多过重会导致血管扩张，散热面积增大，降低机体对寒冷的适应能力，反而觉得更冷。
穿棉衣感到暖和的原理在于棉絮中藏着许多静止的空气，形成了空气层。这些空气层不易传热，既能防止体热向外散发，又能阻挡外界冷空气与体表热空气的对流。衣服穿得越多，衣服之间以及衣服与皮肤之间的空气层就越多，保暖效果越好。
人体感觉冷热取决于体表温度与外界环境的温差。当人体温度高于外界时，温差越大感觉越冷。热量通过热导率进行传递，衣服穿得越厚，热导率就越小，热量传递的速度变慢，人体散失的热量减少，因此人会感觉更加暖和。
冬季穿衣要注意随气温变化适当增减，穿太多会让身体臃肿，减弱抵御寒冷的能力。选择皮衣或羽绒衣时要根据体型，比如胖人穿皮衣更显瘦，瘦人穿羽绒服更丰满。同时，衣服要穿得不紧不松，柔软贴身，这样衣服与人体之间的空气不易流动，能保持体温，避免热量因对流而快速散失。