لوله گرمایی به دلیل توانایی ویژه در انتقال گرما بدون اتلاف قابل‌توجه، یکی از یافته‌های مهم مهندسی انتقال گرما در قرن بیستم است. کاربرد اصلی لوله‌های گرمایی در ارتباط با مسائل حفاظت زیست‌محیطی و صرفه‌جویی سوخت و انرژی است.
لوله‌های گرمایی دستگاه‌های انتقال گرمای دو فاز هستند که فرآیند تبدیل مایع به بخار و برعکس بین اواپراتور و چگالنده با هدایت گرمایی بالا انجام می‌شود. به دلیل ظرفیت بالای انتقال حرارت، مبادله‌کن‌های گرمایی با لوله گرمایی بسیار کوچک‌تر از مبادله‌کن‌های سنتی

 هستند. به کمک سیال کاری موجود در لوله گرمایی، گرما می‌تواند در اواپراتور جذب و به ناحیه چگالنده حمل شود که در آنجا با آزاد شدن گرما به محیط سرد، بخار چگالیده می‌شود. فن‌آوری لوله گرمایی کاربردهای فزاینده‌ای در افزایش عملکرد حرارتی مبادله‌کن‌های گرما در میکروالکترونیک، ذخیره انرژی گرمایی، تهویه و دستگاه‌های تهویه اتاق عمل، اتاق‌های تمیز و بخش‌های صنعتی دیگر شامل تکنولوژی انواع مختلف راکتورهای هسته‌ای و صنایع فضایی دارد. لوله‌های گرمایی ساختاری جامع دارند که دست‌یابی به هدایت گرمایی بسیار بالا با کمک جریان دو فاز با گردشی مویین را ممکن می‌سازد. یک لوله گرمایی با کمک رژیم جریان دو فاز به‌عنوان سیستم تبخیری-چگالش کار می‌کند که برای انتقال گرمایی که همان گرمای نهان تبخیر است، در فاصله‌های طولانی با اختلاف دمای کوچک به کار می‌رود. گرمایی که به اواپراتور اضافه می‌شود، به سیال کاری از طریق هدایت انتقال می‌یابد و موجب تبخیر سیال کاری در سطح ساختار مویین می‌شود. تبخیر موجب افزایش فشار محلی بخار در اواپراتور و جریان بخار به سمت چگالنده می‌شود که به‌وسیله گرمای نهان تبخیر حمل می‌گردد. ازآنجاکه انرژی در چگالنده استخراج می‌شود، بخاری که در سطح ساختار مویین چگالیده می‌شود، گرمای نهان را آزاد می‌کند. مزیت لوله‌های گرمایی به نسبت روش‌های معمول دیگر، هدایت گرمایی بالا در حالت پایا است؛ بنابراین، لوله گرمایی می‌تواند مقدار زیادی گرما را با اختلاف دمای کم در طول‌هایی نسبتاً زیاد حمل کند. لوله‌های گرمایی با سیال کاری فلزی می‌توانند هدایت حرارتی چند هزار برابر یا حتی جند ده هزار برابر گرما مانند نقره و مس داشته باشد. لوله‌های گرمایی می‌توانند در گستره وسیعی از دماها با انتخاب سیال کاری مناسب استفاده شود. در شکل (1-1) یک نمونه از لوله‌های گرمایی نشان داده‌شده است. لوله‌های گرمایی علاوه بر نوع ساده انواع مختلفی دارند مانند لوله گرمایی حلقوی[1] و مسطح، در شکل (1-2) یک نمونه از لوله گرمایی حلقوی را نشان می‌دهد.