طراحی سیستم های انتقال حرارت تقریبا همیشه شامل سبک و سنگین کردن عملکرد در مقابل هزینه می باشد. بعنوان مثال، افزایش مساحت سطح با آرایه ای از فین ها سبب افزایش نرخ انتقال حرارت از آن می گردد. البته افزایش مساحت سطح با آرایه فین ها، افزایش هزینه آن را نیز در پی خواهد داشت و همینطور که آرایه فین ها بزرگتر می شود، هزینه ناشی از آن هم افزایش پیدا خواهد کرد تا جایی که این هزینه مانعی بر سر راه کل پروژه ایجاد می کند. مثال افزایش مساحت سطح آرایه فین ها که در اینجا بیان گردید، نمونه ای است از موقعیتی که عملکرد بهتر، هزینه بیشتر را توجیه نمی کند. این مثال، لزوم بهینه سازی اقتصادی سیستم های انتقال حرارت را به وضوح نشان می دهد

افزودن آرایه ای از فین ها به یک سطح، انتقال حرارت جابجایی از آن را با افزایش سطح موثر انتقال حرارت ارتقا می بخشد. یک انتخاب دیگر برای افزایش انتقال حرارت جابجایی، افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی ،h، می باشد. در حالت جابجایی اجباری، با افزایش دبی سیال در تماس با سطح  می توان به این هدف دست یافت. اما این روش هم هزینه ای اضافی، در قالب افزایش توان مصرفی پمپ یا فن، به دنبال خواهد داشت و بار دیگر با موضوع سبک و سنگین کردن عملکرد در مقابل هزینه روبرو می شویم. در مثال های فوق مشخص گردید که بهبود عملکرد اغلب همراه با افزایش هزینه می باشد که خود به دو دسته اصلی تقسیم می شود. در مورد آرایه فین ها، هزینه مساحت سطح بزرگتر یک بار پرداخت  می شود و بخشی از سرمایه گذاری اولیه پروژه را به خود اختصاص می دهد. اما در مثال دوم، هزینه تأمین توان پمپ یا فن بیانگر نوعی هزینه بهره برداری می باشد

در بعضی موارد، تنها یکی از این دو نوع هزینه حائز اهمیت بوده و تحلیل بهینه سازی اقتصادی طراحی را  می توان بر اساس به حداقل رساندن آن به سادگی انجام داد. اما در اغلب موارد، هر دو نوع هزینه دارای اهمیت می باشند و بنابراین باید در خصوص هزینه سرمایه گذاری اولیه در مقابل هزینه بهره برداری نیز تصمیم گیری نمود. برای مثال، آرایه ای از فین ها را در نظر بگیرید که در یک سیستم جابجایی اجباری هوا برای رسیدن به نرخ مشخصی از انتقال حرارت به کار گرفته شده اند. یک طراحی ممکن شامل آرایه فین بزرگ با دبی پایین هوا می باشد. این طراحی با هزینه اولیه بالا و هزینه بهره برداری پایین تعریف می شود. یک طراحی دیگر  می تواند با استفاده از فین های کوچک و دبی هوای زیاد صورت گیرد که بالطبع ویژگی مشخصة این طراحی، هزینة اولیة پایین تر و هزینة بهره برداری بالاتر خواهد بود. در این حالت، مشخص نیست که به حداقل رساندن کدامیک از انواع هزینه به یک طراحی بهینه می انجامد. به همین خاطر، الزام است تحلیل پیشرفته تری برای تعریف «طراحی بهینه» صورت گیرد

موضوع اقتصاد مهندسی، حوزة تحقیقاتی وسیعی است که با استفاده از روش های متنوع و ابزارهای گوناگون همانند برنامه های کامپیوتری سعی در ارائه بهترین پیشنهاد برای پروژه های مهندسی دارد. مثال فوق موردی ساده و در عین حال پایه ای در تحلیل اقتصادی سیستم های انتقال حرارت را در دل خود و بهره گیری از تجربه و تخصص مهندسی در کنار داشتن ایده های اقتصادی شفاف و راهگشا می باشد. برای روشن تر شدن موضوع، بار دیگر به به بحث سبک و سنگین کردن هزینه های اولیه و بهره برداری باز می گردیم. هزینه اولیه همانطور که از نامش پیداست، یک بار و عموما به شکل خرید تجهیزات، وسایل، ابزار و مکان صورت می پذیرد. در حالی که هزینه های بهره برداری در طول عمر سیستم پرداخت شده و دائما تکرار می شوند. از نقطه نظر طراحی یک سیستم انتقال حرارت مشخص، هزینة سرمایه گذاری اولیه مقدار هزینه ای است که برای خرید یا ساخت سیستم باید صرف شود و هزینه بهره برداری مقدار هزینه ای است که باید صرف کارکرد آن گردد. هزینه بهره برداری غالبا بصورت هزینه سالانه بیان می شود. در کل، سیستم های انتقال حرارت با هزینة اولیه بالاتر در مقایسه با سیستم های با هزینه اولیه پایین تر، هزینه بهره برداری کمتری خواهند داشت

شکل زیر نموداری از طراحی های ممکن برای یک پروژة انتقال حرارت مشخص را نشان می دهد. محور عمودی بیانگر هزینه اولیه و محور افقی نشان دهنده هــزینه بهره برداری می باشند. با در نظر گرفتن طراحی های علامتگذاری شده در این شکل می توان استنتاج نمود که طراحی B از طراحی A بهتر است، چرا که هزینه بهره برداری آن ها یکسان و هزینه اولیه طرح B از طرح A کمتر می باشد. طراحی C هم از طراحی A بهتر است زیرا با وجود هزینه اولیه یکسان، هزینه بهره برداری کمتری را ایجاب می نماید