لوله گرمایی وسیله ای است برای انتقال حرارت که امروزه استفاده از آن کاملا تجاری شده است. این وسیله بیشتر به صورت وسیله بازیافت انرژی حرارتی اتلافی مطرح شده است به این دلیل که دارای بازده بالا و حجم کمی بوده و نیز ایجاد آلودگی هم نمی کند. لوله گرمایی از بعضی جهات شبیه به ترموسیفون می باشد و پرداختن به چگونگی کارکرد این دستگاه قبل از بحث در مورد لوله گرمایی مفید خواهد بود. مقدار کمی آب داخل لوله قرار داده می شود. سپس لوله از هوا تخلیه شده و دو سر آن آب بندی می گردد. قسمت پائین لوله گرم می شود که این عمل باعث تبخیر آب موجود در لوله می گردد و سپس این بخار به قسمت سرد لوله انتقال می یابد و در آنجا به مایع تبدیل می شود. این مایع حاصل از میعان به قسمت گرم لوله باز می گردد که این بازگشت توسط نیروی جاذبه صورت می گیرد.
از آنجا که گرمای نهان تبخیر آب عدد بزرگی است مقدار زیادی انرژی گرمایی را می توان بدین طریق جابجا نمود، در حالیکه اختلاف درجه حرارت کوچکی بین دو انتهای لوله وجود دارد بنابراین این ساختار دارای ضریب انتقال حرارت هدایتی بالا و موثری می باشد. ترموسیفون ها برای مدت زمان طولانی است که مورد استفاده قرار گرفته اند و از سیالات مختلف نیز می توان در این وسیله استفاده کرد. لوله های حرارتی اساسا هیچ قسمت متحرکی ندارند و عموما نیاز به نگهداری نیز ندارند اگرچه گازی های غیر قابل چگالش که به درون دیواره لوله نفوذ می کنند ممکن است سرانجام باعث کاهش اثر لوله حرارتی می شود. مخصوصا وقتی که فشار بخار سیال پایین باشد.