Некоторые ограничения классической теории теплоёмкости:

• Не учитывается строение тела. 1 Классическая теория может быть применена как к кристаллическим телам с упорядоченным размещением атомов и почти неподвижными центрами колебаний, так и к жидкостям, в которых центры колебаний размещены беспорядочно и постоянно перемещаются. 1
• Не учитываются дополнительные степени свободы атома. 2 Атом, обладая внутренней структурой, имеет дополнительные степени свободы, которые не учитываются в классической теории. 2
• Не учитывается влияние свободных электронов на теплоёмкость кристалла. 2 В металлах ионная кристаллическая решётка заполнена идеальным электронным газом. 2 Обладая тремя поступательными степенями свободы, свободные электроны должны вносить вклад в теплоёмкость кристалла, но на практике этого не происходит. 2
• Не учитывается зависимость теплоёмкости от температуры. 14 Согласно классической теории, теплоёмкость не зависит от температуры, но эксперименты показывают, что теплоёмкость зависит от температуры: при низких температурах теплоёмкость всех веществ меньше, чем при высоких. 4

Ограничения классической теории теплоёмкости были выявлены с развитием квантовой физики. 2