液體表面的物質轉變為氣態的汽化過程。溫度升高時，液體表面的蒸氣壓升高，當液體表面的蒸氣壓超過這種液體的氣態分子在空氣中的蒸氣壓時，液體開始蒸發。蒸發的速率與液體的性質、溫度、表面面積、表面污染物（如油斑等）和表面上方的氣流速度有關。
自然界中蒸發是海洋和陸地水分進入大氣的最主要途徑（還包括植被的蒸騰過程），是地球水文迴圈的主要環節之一。從全球平均情況來看，蒸發消耗的潛熱占地球上來自太陽有效能量的3/10，是大氣中能量轉換換和輸送過程的一種重要方式。在地球科學，蒸發泛指液態水或固態水轉化為氣態水的過程。蒸發量即從水（冰）面躍出的水分子通量和進入水（冰）面的水汽分子通量之差值。氣象臺站測量的蒸發量主要是水面蒸發量，即用一定面積的蒸發皿（314厘米2和3 000厘米2）在一定時間間隔（24小時）內，因蒸發失去的水層厚度，以毫米為單位。
工業生產中常見的蒸發是將溶液中揮發性溶劑汽化，把不揮發溶質從溶液中分離的傳遞過程單元操作。《天工開物》中記載用大鍋熬鹵制鹽和榨汁制糖就是早期應用蒸發的過程。蒸發能耗高、設備的生產效率低。從古代的經驗性操作發展到今天的分離學科，一直在解決這兩個中心問題。① 降低能耗可采用把所需的蒸發熱多次利用的多效蒸發操作。溶劑汽化時需要吸收蒸發熱，生成的蒸氣要冷凝成液態回收並同時釋出汽化熱，這部分汽化熱可再加以利用，作為另一部分溶劑蒸發所需的蒸發熱。把蒸發熱重復利用使兩倍的溶劑蒸發稱為“二效蒸發”，重復利用多次（稱為“多效蒸發”），便可以使能耗減少多倍。實現多效蒸發的關鍵是如何保證上一次蒸發的蒸氣冷凝時釋出的汽化熱能傳到下一次被蒸發的溶液中。其必要條件是上一次蒸發和冷凝時的溫度應比下一次蒸發時的高。隻需使上一次蒸發時的系統壓力比下一次蒸發時的高便可以做到。故多效蒸發系統可以采用多個蒸發器，它們的操作壓力依次降低，前一個蒸發器產生的蒸氣冷凝為液體時作為下一個蒸發器的熱源。工業上已普遍采用多效蒸發。②提高蒸發設備的生產效率，關鍵是提高設備的傳熱能力。一方面是增大單位設備體積的傳熱表面，另一方面是增大總的傳熱系數。蒸發過程中，傳熱表面兩側的流體在傳熱過程中都發生相變，兩側的傳熱系數都比較大，但液體蒸發濃縮後經常會產生固體，形成污垢層，降低傳熱速率。故防止在傳熱面上結垢是提高設備利用效率的重要問題。