热管的工作原理主要基于相变传热和毛细作用。简单来说，热管是一个封闭的铜管，内部抽成真空后注入少量工作液体（通常是蒸馏水或氨水等）。当热管的一端（蒸发端）受热时，液体吸收热量迅速蒸发为蒸汽，蒸汽携带热量沿管内腔体移动到另一端（冷凝端），遇到较冷的管壁后冷凝释放热量，变回液态。液态工质再通过管壁内侧的多孔毛细结构（比如烧结铜粉或沟槽）靠毛细力回流到蒸发端，完成循环。这个过程利用了液体汽化潜热极高的特性，所以热管能传递大量热量，且几乎不需要温差驱动，导热效率是纯铜的数百倍。
关于损坏：热管一旦被压弯或穿孔，内部真空被破坏，工质无法正常循环，导热性能会急剧下降甚至完全失效。所以安装散热器时要注意不要过度挤压热管。另外，热管内部工质在长期使用中可能会因渗透而减少，但优质热管寿命可达10年以上。