热管的核心原理是利用工质的相变（蒸发和冷凝）来传递热量，其等效导热系数是纯铜的数百倍。热管内部是真空状态，充有少量液体（如纯水、氨或丙酮）。当热源端（蒸发段）受热时，液体吸收汽化潜热变成蒸汽，蒸汽在压差驱动下迅速流向冷端（冷凝段），在冷凝段释放潜热凝结成液体，液体再通过毛细结构（如烧结粉末、沟槽或丝网）依靠毛细力回流到蒸发段，如此循环。
这个循环过程几乎不依赖温差，且相变传热效率极高，所以热管能在很小的温差下传递大量热量。相比纯铜的单纯热传导，热管利用的是潜热（相变热），而潜热比显热大得多。
关于弯曲或压扁：热管可以适度弯曲（一般建议弯曲半径不小于管径的3倍），但过度压扁或弯折会破坏内部的毛细结构，导致毛细力不足，液体无法顺利回流，从而降低性能甚至失效。因此选择散热器时，建议优先考虑热管直触或微弯设计的优质产品。