Konvektiv värmeöverföring är överföring av värme genom konvektion, överföring av värme genom vätskerörelse. Konvektiv värmeöverföring kan ske på ett av två huvudsakliga sätt: genom naturlig konvektion och genom forcerad konvektion. Dessa två metoder för värmeöverföring kännetecknas av användningen eller bristen på externa anordningar för att flytta runt den uppvärmda vätskan. I båda fallen sker överföringen av värme genom att en vätska – såsom en vätska, gas eller en rheid – flyter över en fast massa.
Ett exempel på konvektion är vatten som kokar i en kastrull. När vattnet nära värmekällan blir varmare sprids molekylerna isär. Detta gör att vattnet blir mindre tätt och mer flytande. Det mer flytande vattnet stiger till toppen av krukan och kallare vatten tar dess plats. Det kallare vattnet kommer då att värmas upp av värmekällan, bli mindre tätt och stiga till toppen.
Denna process resulterar i en ström som kallas konvektionsström. I fallet med kokande vatten blir det mer synligt när något som makaroner är i grytan – man kommer att se makaronerna röra sig upp och ner med konvektionsströmmen. Kokande vatten är ett exempel på naturlig konvektion. I detta system orsakar ingenting förutom vattnets varierande täthet den konvektiva värmeöverföringen. Faktum är att överföring av värme genom en naturlig konvektion fungerar eftersom uppvärmda vätskor i allmänhet har lägre densiteter än kallare vätskor.
Till skillnad från konvektiv värmeöverföring orsakad av naturlig konvektion är värmeöverföring orsakad av forcerad konvektion. Forcerad konvektion skiljer sig från naturlig konvektion på grund av användningen av en extern mekanism som flyttar runt vätskan. Denna metod för konvektiv värmeöverföring behöver inte de varierande densiteterna av vätskor för att fungera. Några exempel på externa mekanismer som används vid forcerad konvektion är pumpar och fläktar. Hjärtat är ett naturligt exempel på en sådan anordning som används vid forcerad konvektion.
Cirkulationssystemet är ett av sätten som människor och vissa djur reglerar sin kroppstemperatur. Ett hjärta är i grunden en pump, och blod är en uppvärmd vätska. Hjärtat pumpar den uppvärmda vätskan genom blodkärlen och mot huden. Värme tas sedan bort från kroppen på olika sätt. Detta är en av anledningarna till att många ökendjur har stora öron – blod kan cirkulera genom öronen och avger sin värme till miljön genom olika värmeöverföringsmetoder.