在实际应用中，对于绝大多数自然系统而言，质能平衡方程应被考虑作为一种微分形式，而不是如上例所描述的简单的代数形式。
为了将此种代数形式转变为更加有用的微分形式，首先就要求在如下几个方面作出严格定义：
(1)在代数形式中所定的时间间隔△t和在一维方向上的距离增量△x，应当降低到无限小的值dt和dx；
(3)在所定义的空间域中，随着位置的变化，浓度改变的瞬时速率应当是
在以上规定的基础上，在一维条件下的微分形式可以写成：
将上述方程推广到三维条件下的质能传输，它们与一维条件下并无原则上的差异。同时包括有平流方式和扩散方式在内的质能平衡方程，将对所定义的空间域，分别在x方向、y方向和z方向上所发生的物质、能量、信息传输的平均速率表达为如下的微分方程形式：
当然，上式仍处于某种假设之中，即所有3个方向上都是均匀扩散的。