从温度上看两者都很烫，但是由于油和水有着不同的比热容，在接触人体的时候热传导速率不同，水由于比热大降低一定温度释放热量更多，所以100℃的水会更烫一些。
这个问题涉及两个物理概念：比热容和热传导，和一个生物学问题：烫这种感觉的产生过程。比热是指没有相变化（固液气三态变化）和化学变化时，1kg均相物质温度升高1K所需的热量，水的比热容是4.2*10J/(㎏·℃)，是指让1kg的水温度上升1℃需要的热量是4.2*10J，而油复杂一些，因为油太多了，从汽油那样的轻油到柴油甚至更重的油。
它们主要的组成物质是烃类物质，轻油碳链短易挥发，重油碳链长性质凝滞不易挥发，还有植物油脂包括我们吃的各种油，组成的物质主要是不饱和脂肪酸和甘油化合而成的化合物，植物油的比热在1.8-2.4*10J/(㎏·℃)之间，矿物油由于组成物质碳链比植物油轻，它们的比热更低一些。通过比热可以知道同等质量的100℃的水和100℃的油，虽然温度是一样的，但是肯定还是油吸收的热量更多。
热传导主要是对流、接触、辐射等方式，手上沾了热水或者热油，属于直接的接触，最后水和油的温度都会降到体温，或者稍微再低一些，因为蒸发也会散失一点热量，由水的比热可以知道，水降到体温散发的热量更高。
最后是烫这种感觉的产生，烫是因为物质的热量迅速地传导给人体，皮肤表层的神经末梢受到的刺激较为强烈迅速地做出反应，组织为了降温使组织的毛细血管扩张，增大血液流量以带走更多的热，毛细血管扩张会导致皮肤变红，而毛细血管壁薄这个过程中会有很多体液渗出就造成肿或者起水泡，而组织的剧烈活动刺激到痛觉神经，人又感觉到十分的疼痛。
而这个过程和手接收的热量关系密切，单位时间内热量越多，人体反应就越剧烈，而水的导热比油好，如果是同等面积的皮肤接触油的话，接触时间也相同，水会造成更严重的皮肤应激反应。
从这些数据上看，100℃的热水应该会造成人更强烈的痛觉，但是这个温度下油无疑也很热了，接触也可能造成烫伤，而且多数油的沸点比水高，如果都是沸腾状态下，两者造成的伤害则是油更强烈，所以古代守城有泼热油的手段。