公开了用于确定热功率包络的系统和方法的各种实施例。一种方法包括确定针对便携式计算设备中的多个组件的组件和操作点组合集合。该集合的每个组件和操作点组合定义了针对多个组件中的每个组件的可用操作点。便携式计算设备被迭代地设置成该集合中的每个组件和操作点组合。在每个组件和操作点组合处,从多个温度传感器收集功耗数据和表皮温度数据。增强的热功率包络被生成,包括针对每个组件和操作点组合的功耗数据和表皮温度数据。