Včasih se imenuje tudi superprevodnik, toplotna cev je naprava, ki je sposobna relativno enostavno prenašati ali usmerjati toploto med dvema točkama. Ena od prednosti te vrste ogrevalne opreme je, da je med prenosom relativno majhna toplotna izguba, zaradi česar so cevi veliko bolj stroškovno učinkovite pri delovanju. Medtem ko je bila osnovna ideja toplotne cevi prvič razvita v 1940. letih prejšnjega stoletja, je bil prvi delujoči primer tovrstne ogrevalne opreme ustvarjen leta 1962 in se je skozi leta še naprej izpopolnjeval.
Čeprav danes obstaja nekaj odstopanj pri oblikovanju toplotnih cevi, večina še vedno temelji na tej prvotni zasnovi. To pomeni, da bo tipična toplotna cev sestavljena iz treh bistvenih komponent. Te komponente so znane kot posoda, delovna tekočina in stenj.
Vsebnik toplotne cevi zagotavlja ohišje za delovno tekočino, ki pomaga ohranjati toploto, ki nastane v napravi. Včasih znan kot cevna komora, je posoda neprepustna in neprepustna, kar učinkovito ščiti tekočino pred zunanjim okoljem. Hkrati zrakotesna narava komponente olajša doseganje in vzdrževanje pravilne ravni tlaka za pravilno delovanje sistema.
Delovna tekočina je poleg posode zelo pomembna za delovanje toplotne cevi. Uporabljena tekočina mora biti združljiva z drugimi elementi naprave, vključno s stenjem, ki se uporablja kot del operacije. Obstaja več različnih tekočin, ki se lahko uporabljajo, odvisno od želene količine parnega tlaka v posodi in sposobnosti tekočine, da ustrezno nasiči ali zmoči stenj. Ko je izbrana prava tekočina za dano zasnovo toplotne cevi, sta ravnovesje parnega tlaka in omočljivosti stenja znotraj sprejemljivih standardov, kar posledično poveča učinkovitost cevi za prenos toplote.
Včasih znan kot kapilarna struktura, stenj v toplotni cevi ni kot stenj v sveči. Ta vrsta stenja je izdelana s porozno strukturo, pri kateri se pri konstrukciji običajno uporablja neka vrsta trpežne kovine. Za izdelavo stenja se pogosto uporablja nikelj, aluminij, baker ali jeklo. V zadnjih letih so se za izdelavo stenj uporabljali keramični materiali, čeprav obstajajo različna mnenja o vplivu, ki ga imajo keramični stenji na učinkovitost toplotne cevi. Med proizvodnim postopkom bo stopnja pritiska, uporabljenega za ustvarjanje stenja, imela veliko opraviti z določanjem velikosti por, ki jih najdemo vzdolž telesa komponente.
Med delovanjem je toplotna cev sposobna prenašati toploto z veliko mero učinkovitosti. Funkcija stenja ustvarja pritisk, ki pomika delovno tekočino skozi kondenzator in povzroči izhlapevanje tekočine. Ko nastaja toplota, tlak pomaga tudi pri premikanju toplote skozi strukturo cevi in na koncu to toploto odda na ciljno točko. Cevi te vrste se uporabljajo v široki paleti strojev in naprav, vključno s klimatsko opremo in vsemi vrstami strojev, ki vključujejo uporabo toplotnih izmenjevalnikov. Manjšo različico grelne cevi najdemo celo v nekaterih prenosnih računalnikih, ki omogoča odvajanje toplote, ki jo črpajo iz okoliških komponent, in preprečuje pregrevanje naprave.