Konvekcijski tokovi so premiki, ki jih povzročajo temperaturne spremembe v tekočih ali plinastih telesih. V takih telesih se toplejši material nagiba k dvigu in izpodriva hladnejšo snov, ki kroži drugje; neprekinjeno gibanje, ustvarjeno s tem postopkom, je znano kot konvekcijska celica. Konvekcijski tokovi so odgovorni za številne pojave v naravnem svetu, čeprav je njihov pomen pogosto spregledan. Oceani, nevihtni oblaki in zemeljska skorja so vsi veliki sistemi, na katere vplivajo ti tokovi. Na manjših tehtnicah jih lahko opazimo v loncu z vrelo vodo ali skodelici kave.
Toplota povzroči, da se posamezne molekule snovi hitro premikajo. V tekočini, kar v tem primeru pomeni katero koli tekočo ali plinasto snov, se te segrete molekule razširijo in postanejo manj goste. To povzroči, da se dvignejo v tekočini in izpodrinejo vse hladnejše molekule, ki so že prisotne. Te hladnejše molekule se bodo premikale drugam v tekočini; če naletijo na vir toplote, se bodo vznemirili in dvignili, medtem ko se bodo predhodno segrete molekule ohladile in spustile. Ta učinek ustvarja konvekcijske celice, ki posledično povzročajo konvekcijske tokove.
Konvekcijski tokovi povzročajo učinke, ki jih lahko opazimo pri segrevanju vode na štedilniku. Voda na dnu posode, najbližje gorilniku, se hitro segreje in dvigne na površje. Mehurčki prikazujejo mešanje segretih molekul vode, ki krožijo toploto, dokler vsa voda ne zavre. Učinek je mogoče lažje opaziti, če v skodelico vroče kave vlijete smetano. Tudi brez mešanja bo smetana začela krožiti po bolj vroči kavi, barvna razlika v obeh tekočinah pa omogoča enostavno opazovanje vzorcev konvekcije.
V zelo velikem obsegu konvekcijski tokovi uravnavajo gibanje atmosfere okoli Zemlje. Zrak, ki ga segreva sonce, se premika v hladnejše regije in območja, kar povzroči spremembo vremenskih vzorcev. Oblaki nastanejo, ko se topel zrak, ki nosi vlago, dvigne in na višjih nadmorskih višinah naleti na hladnejši zrak. Delovanje konvekcijskih celic na oblake lahko povzroči nevihte in občasno tudi bolj spektakularne dogodke. Tornadi in orkani so posledica močnega vznemirjenja zraka in vlage, ki jih povzroča toplota, ki se premika skozi ozračje.
Med svojimi različnimi drugimi učinki so konvekcijski tokovi odgovorni tudi za potrese in seizmično aktivnost. Zemljino površje je sestavljeno iz niza trdnih kopenskih mas, ki plavajo na tokovih utekočinjenih kamnin. Ta podzemna tekočina, imenovana magma, je podvržena gibanju konvekcijskih celic, tako kot druge tekočine. Konvekcijski tokovi v magmi lahko povzročijo, da se kopenske mase, imenovane tektonske plošče, dvignejo ali trčijo med seboj. To lahko povzroči vulkanske izbruhe, potrese in druge katastrofalne potresne dejavnosti.