Arbetsprincipen för en värmeväxlare är i första hand baserad på två grundläggande värmeöverföringsmekanismer: ledning och konvektion. Ledningsvärmeöverföring hänvisar till processen för värmeöverföring inom ett objekt genom molekylär vibration. Konvektionsvärmeöverföring är processen för värmeöverföring inom en vätska genom flöde. I praktiska tillämpningar existerar ofta dessa två värmeöverföringsmekanismer och påverkar varandra. Till exempel, i en skal- och-rörvärmeväxlare kan värme ledas genom rörväggarna, medan vätskan inuti rören överför värme genom konvektion.
Konstruktion och tillverkning av värmeväxlare måste ta hänsyn till deras faktiska tillämpningsscenarier och driftsförhållanden. Till exempel måste värmeväxlare som används i livsmedelsförädling uppfylla livsmedelssäkerhetsstandarder, medan de som används inom den kemiska industrin måste kunna motstå hårda förhållanden som kemisk korrosion och höga temperaturer och tryck. Därför är det avgörande att välja lämpliga värmeväxlare och utforma tillverkningsprocessen för att förbättra utrustningens effektivitet, säkerhet och tillförlitlighet.
