Penukar panas adalah perangkat khusus yang membantu perpindahan panas dari satu fluida ke fluida lainnya. Dalam beberapa kasus, dinding yang kokoh dapat memisahkan cairan dan mencegahnya bercampur. Dalam desain lain, cairan mungkin bersentuhan langsung satu sama lain. Dalam penukar panas yang paling efisien, luas permukaan dinding antara fluida dimaksimalkan sekaligus meminimalkan hambatan aliran fluida. Sirip atau kerutan kadang-kadang digunakan dengan dinding untuk meningkatkan luas permukaan dan untuk menginduksi turbulensi.
Peralatan umum yang mengandung penukar panas termasuk AC, lemari es, dan pemanas ruangan. Perangkat ini juga digunakan dalam pemrosesan kimia dan produksi listrik. Mungkin penukar panas yang paling umum dikenal adalah radiator mobil, yang mendinginkan cairan radiator panas dengan memanfaatkan aliran udara di atas permukaan radiator.
Ada tiga pengaturan aliran utama dengan penukar panas: aliran berlawanan, aliran paralel, dan aliran silang. Di counter-flow exchanger, cairan memasuki exchanger dari sisi yang berlawanan. Ini adalah desain yang paling efisien karena mentransfer jumlah panas terbesar. Dalam versi aliran paralel, cairan masuk dari ujung yang sama dan bergerak sejajar satu sama lain saat mengalir ke sisi lain. Penukar panas aliran silang memindahkan cairan secara tegak lurus.
Ada juga empat desain penukar panas yang berbeda: shell and tube, plate, regenerative, dan intermediate fluid or solid. Jenis yang paling khas adalah desain shell and tube. Ini memiliki beberapa tabung bersirip. Salah satu cairan mengalir melalui tabung sementara cairan lainnya mengalir di atasnya, menyebabkannya dipanaskan atau didinginkan. Dalam penukar panas pelat, fluida mengalir melalui baffle. Hal ini menyebabkan fluida dipisahkan oleh pelat dengan luas permukaan yang besar. Jenis penukar ini biasanya lebih efisien daripada desain shell and tube.
Penukar panas regeneratif mengambil keuntungan dari panas dari proses tertentu untuk memanaskan cairan yang digunakan dalam proses yang sama. Ini dapat dibuat dengan desain cangkang dan tabung atau desain pelat. Penukar panas cair atau padat perantara menggunakan cairan atau padatan di dalamnya untuk menahan panas dan memindahkannya ke sisi lain untuk dilepaskan. Metode ini biasanya digunakan untuk mendinginkan gas sekaligus menghilangkan kotoran.