熱導管是一種傳熱設備，它采用相變的方式在兩個固體界面之間傳遞熱量。

在熱管的熱界面，與導熱固體表面接觸的揮發性液體通過吸收該表面的熱量變成蒸汽。然后，蒸汽沿著熱管到達冷界面并冷凝成液體，釋放出潛熱。然后液體通過毛細作用、離心力或重力回到熱界面，循環往復。

由于沸騰和冷凝的傳熱系數非常高，熱管是非常有效的熱導體。有效導熱系數隨熱管長度而變化，長的熱管可接近100千瓦/(米-克)，而銅的有效導熱系數約為0.4千瓦/(米-克)。

典型的熱管由與工作流體兼容的材料制成的密封管或管道組成，如水熱管為銅，氨熱管為鋁。通常情況下，使用真空泵去除空熱管中的空氣。熱管被部分填充工作流體，然后密封。選擇工作流體的質量是為了使熱管在工作溫度范圍內同時包含蒸汽和液體。

一個特定的熱管系統的聲明/建議工作溫度是至關重要的。低于工作溫度時，液體太冷，無法汽化成氣體。超過工作溫度，所有的液體都變成了氣體，而環境溫度太高，任何氣體都無法凝結。熱傳導仍然可以通過熱管壁進行，但熱傳導的速度xxx降低。此外，對于給定的熱量輸入，必須達到工作流體的最低溫度；而在另一端，與最初設計相比，任何額外的傳熱系數增加（偏差）都會傾向于抑制熱管的作用。這可能是反直覺的，因為如果熱管系統得到風扇的幫助，那么熱管的運行可能會崩潰，導致熱管理系統的有效性降低--可能是嚴重的降低。因此，工作溫度和熱管的xxx熱傳輸能力--由其毛細管或其他用于將流體返回熱區的結構（離心力、重力等）限制--不可避免地密切相關。

工作流體是根據熱管必須運行的溫度來選擇的，例子包括從用于極低溫應用（2-4K）的液氦到用于極高溫的汞（523-923K）、鈉（873-1473K）甚至是銦（2000-3000K）。絕大多數室溫應用的熱管使用氨（213-373 K）、酒精（甲醇（283-403 K）或乙醇（273-403 K））或水（298-573 K）作為工作流體。銅/水熱管有一個銅外殼，使用水作為工作流體，通常在20至150℃的溫度范圍內運行。水熱管有時是通過部分注水，加熱至水沸騰并置換空氣，然后趁熱密封。

為了使熱管能夠傳遞熱量，它必須包含飽和液體和其蒸汽（氣相）。飽和液體汽化后進入冷凝器，在那里被冷卻并變回飽和液體。在標準的熱管中，冷凝的液體通過一個對工作液體的液相施加毛細作用的燈芯結構返回到蒸發器。熱管中使用的燈芯結構包括燒結金屬粉末、絲網和槽形燈芯，它們有一系列平行于管軸的槽。當冷凝器位于重力場中的蒸發器上方時，重力可使液體返回。在這種情況下，熱管是一種熱虹吸管。最后，旋轉式熱管利用離心力將液體從冷凝器返回到蒸發器。

熱導管不包含任何機械運動部件，通常不需要維護，但通過管壁擴散的不凝性氣體、工作液體分解產生的不凝性氣體或作為材料中原始雜質存在的不凝性氣體最終可能降低管道的傳熱效果。

與許多其他散熱機制相比，熱管的優勢在于其巨大的傳熱效率。一根直徑為一英寸、長度為兩英尺的管道可在1,800°F（980°C）的溫度下傳輸3.7千瓦（12.500英熱單位/小時）的熱量，而端與端之間的降溫幅度僅為18°F（10°C）。一些熱導管已證明其熱通量超過23千瓦/平方厘米，大約是通過太陽表面的熱通量的四倍。

熱導管有一個包層，一個燈芯和一個工作液體。