熱管換熱器是依靠自身內部工作液體相變來實現傳熱的元件，一般由管殼、吸液芯、工質組成，管殼通常由金屬制成，兩端焊有端蓋，管殼內壁裝有一層由多孔性物質構成的管芯(若為重力式熱管則無管芯)，管內抽真空后注入某種工質，然后密封。熱管可分為蒸發段、絕熱段和冷凝段三個部分，當熱源在蒸發段對其供熱時，工質自熱源吸熱汽化變為蒸汽，蒸汽在壓差的作用下沿中間通道高速流向另一端，蒸汽在冷凝段向冷源放出潛熱后冷凝成液體;工質在蒸發段蒸發時，其氣液交界面下凹，形成許多彎月形液面，產生毛細壓力，液態工質在管芯毛細壓力和重力等的回流動力作用下又返回蒸發段，繼續吸熱蒸發，如此循環往復，工質的蒸發和冷凝便把熱量不斷地從熱端傳遞到冷端。由于熱管是利用工質的相變換熱來傳遞熱量，因此熱管具有很大的傳熱能力和傳熱效率。另外，熱管還具有優良的等溫性、熱流密度可變性、熱流方向的可逆性、熱二極管與熱開關性、恒溫特性以及對環境的廣泛適應性等一系列優點。