Der Zweck einer Temperatur-Penetrationsstudie besteht darin, das Heiz- und Kühlverhalten einer Produkt-/Verpackungskombination in einem spezifischen Sterilisationsverfahren zu bestimmen, um sichere thermische Prozesse festzulegen und Prozessabweichungen zu bewerten. Die Studie muss so gestaltet sein, dass sie alle kritischen Faktoren, die die Heizraten beeinflussen und mit dem Produkt, der Verpackung und dem Prozess zusammenhängen, angemessen und genau untersucht. Oftmals werden Penetrationsstudien parallel zu Temperaturverteilungsstudien durchgeführt.