Prezračevanje z dimnikom je naravna metoda prezračevanja, ki temelji na spontanem kroženju zraka, ki ga povzroča učinek toplotnega dimnika. Ta naravni pojav povzroči, da se vroč zrak dvigne v zaprtem prostoru in išče izhod. Ko vroč zrak zapusti prostor, ustvari delni vakuum, ki črpa hladnejši zrak iz zunanje atmosfere, da ga nadomesti. Ta cikel bo v prostor nenehno dovajal hladnejši zrak, s čimer bo učinkovito uravnaval temperaturo in zagotavljal stalen dotok svežega zraka. Ta sistem izmenjave toplote in zraka je najučinkovitejši v stavbah z namenskimi prezračevalnimi sistemi, kjer velike razlike v zunanji in notranji temperaturi spodbujajo učinek dimnika.
Naravni fenomen dviganja vročega zraka nad hladnejši zrak je dokaj dobro znan in predstavlja osnovo za vse prezračevalne sisteme. Ko se zrak segreje, se molekule premikajo bolj narazen, zaradi česar je zrak manj gost in bolj vzgojen. Telo ali zračni stolpec v katerem koli zaprtem prostoru bo zaradi tega učinka vedno bolj vroč proti vrhu prostora. Sistemi za prezračevanje z dimnikom uporabljajo to naravno gibanje za odvajanje vročega zraka in sesanje svežega, hladnejšega zraka v prostor. Ti sistemi so še posebej učinkoviti, ker za pravilno delovanje potrebujejo zelo malo mehanskih komponent, če sploh sploh.
Namenski sistemi za izmenjavo zraka v dimniku imajo običajno vrsto odprtin za vroč zrak na nivoju strehe in dovodov hladnega zraka vzdolž spodnjih delov zunanjih sten. Odvodne odprtine za vroč zrak bi morale biti nameščene čim višje; učinek sklada postane bolj izrazit, ko se razdalja med vstopno in izstopno točko poveča. Večje večnadstropne stavbe imajo običajno centralni toplozračni kanal, ki vodi do strehe konstrukcije z odprtinami za vroč zrak v nivoju stropa v vsakem nadstropju. Vhodi za hladen zrak se nato običajno napajajo z zrakom, ki ga ventilatorji vlečejo v ločen kanal za hladen zrak. Ta kanal bo imel niz dovodnih odprtin na tleh.
Ko se zrak v notranjem prostoru začne segrevati, se naravno dvigne v zgornje predele prostora in izstopi iz odprtin za vroč zrak. Pri tem nizkotlačni vakuum, ki ostane za njim, potegne svež, hladnejši zrak v območje skozi odprtine za hladen zrak. Ta cikel vzpostavi vzorec prezračevanja s stalnim navzkrižnim tokom, ki ohranja prostor oskrbovan s svežim zrakom. Ker je ta cikel odvisen od razlike v temperaturi med zunanjim in notranjim zračnim stebrom, so sistemi za prezračevanje z dimnikom še posebej učinkoviti v zimskih obdobjih.
Zbirno prezračevanje ima številne prednosti in slabosti, ki jih je treba upoštevati pri izbiri prezračevalnega sistema. Glavne prednosti prezračevalnih sistemov v dimniku vključujejo prilagodljivost pri postavitvi prezračevalnikov, nezanašanje na vzorce vetra, stabilen pretok zraka in trajnost. Pomanjkljivosti tega tipa sistema so manjša sila pretoka zraka v primerjavi z vetrnim prezračevanjem, odvisnost od temperaturnih diferencial in konstrukcijske omejitve glede višine stropa. Ne glede na slabosti so ti sistemi na splošno učinkoviti, poceni in okolju prijazne možnosti izmenjave zraka.