自然界中的物質有3種形態：固相、液相和氣相。兩相物質共存的流動稱為兩相流。兩相流與管道壁面之間的傳熱過程稱為兩相流換熱，它實際上也是一種對流換熱。在工業生產中，有各種各樣的兩相流和兩相流換熱。例如，在化學工業中的流化床內的流動和換熱，用管道輸送粉狀和粒狀固相物質時的流動和換熱，氣-液(或汽-液)兩相流換熱等。其中汽-液兩相流換熱得到廣泛而深入的研究，因為它是生產中廣為使用的蒸汽鍋爐、蒸汽冷凝設備和核反應爐中傳熱計算的重要基礎知識。兩相流換熱已發展成為傳熱學學的一個重要分支。
兩相流換熱與單相流換熱的主要區別在於兩相分界面的形狀對流型和換熱過程有重要影響，而相分界面的形狀又隨著含汽率、流速和管道放置的方位等條件的變化而改變。例如對於豎管的兩相流傳熱就有4種流態(見圖)。①泡狀流：當含汽率不大時，在連續液體中均勻分佈著許多大小不同的小汽泡。②塊狀流：當含汽率增高到某一數值時，許多小汽泡就匯集成為一個塊狀的大汽泡，其直徑接近管道的內徑。在大汽泡之間的液體中含有一些均佈的小汽泡。③環狀液膜流：當含汽率增高到很高時，液相變成沿管壁流動的環狀液膜，而汽相則居中流動，少量液相以細小霧狀液珠懸浮在汽相中。④霧狀流：當管壁上的環狀液膜被全部蒸發時，管內就充滿著懸浮霧滴。
進行兩相流換熱計算時，必須根據不同的流型和含汽率的高低，引用相應的經驗公式。常見的兩相流換熱有沸騰換熱和凝結換熱。