Konvekcijsko hlađenje je svaki prijenos topline koji nastaje kretanjem tekućine. I tekućine i plinovi mogu pokazivati konvekcijsko hlađenje, a učinak može biti prirodan ili prisilan. Prirodno hlađenje nastaje prijenosom topline zbog promjena u gustoći tekućine, kao što je podizanje vrućeg zraka i popuštanje hladnijeg zraka. Prisilna konvekcija se događa kada se doda bilo kakva vanjska sila za pomicanje tekućine, kao što je ventilator koji pokreće zrak ili žlica koja miješa tekućinu.
Prijenos topline se prvenstveno događa kondukcijom i konvekcijom. Kondukcija je prijenos topline kroz bilo koji materijal, bez kretanja materijala. Primjer vodljivosti je metalna posuda zagrijana plamenom na plinskom štednjaku. Plinski plamen zagrijava donju stranu posude, a vodljivost će prenijeti toplinu na ostatak posude. Kada je grijanje isključeno, konvekcija će ohladiti posudu dok se toplina prenosi i diže iznad do zraka oko posude.
Prirodno konvekcijsko hlađenje događa se u Zemljinoj atmosferi i oceanima. Zrak se zagrijava zagrijavanjem zemlje i diže se. Kako se zrak diže, hladi se i vraća na površinu, stvarajući globalnu cirkulaciju zraka i vremenske obrasce. Oceanske struje nose toplu vodu u hladnije oceane, a hladnija voda ponire i kreće se u toplije regije. Sunčeva svjetlost dodaje energiju zagrijavanjem zraka ili vode, a rotacija Zemlje daje nešto energije, no kretanje se smatra prirodnim, a ne prisilnim.
Konvekcijsko hlađenje događa se i unutar Zemlje. Otopljena jezgra, zagrijana raspadom radioaktivnih elemenata, diže se prema vanjskoj kori našeg planeta. Konvekcija hladi otopljeni materijal jezgre i on se polako pomiče natrag u središte. Ovo kretanje uzrokuje da se naši kontinenti polako pomiču na vrh rastaljene jezgre, što je fenomen koji se naziva kretanje tektonskih ploča.
Prisilno hlađenje je uobičajeno u kućama i tvrtkama. Sustavi klimatizacije i grijanja koristili su prisilnu konvekciju zraka za prijenos topline u ili iz zgrade. Ventilatori unutar elektroničke opreme koristili su hlađenje prisilnom konvekcijom za pomicanje zraka preko elektroničkih komponenti. Rashladni sustavi koriste ventilatore kako za odvođenje topline iz spirala kondenzatora, tako i za hlađenje kompresora i premještanje zraka unutar rashladnog odjeljka.
Ventilatori za hlađenje stoljećima pokazuju efekte konvekcije. S izumom električne energije, električni motori mogli su se koristiti za pogon stolnih i stropnih ventilatora. Sofisticirani stropni ventilatori koji sadrže termostate za automatsku kontrolu njihovih funkcija dostupni su od kasnog 20. stoljeća. Svi se oslanjaju na isti princip hlađenja ljudskog tijela pomicanjem zraka preko kože.
Konvekcija se može kombinirati s isparavanjem kako bi se poboljšala učinkovitost hlađenja. Sustavi evaporativnog hlađenja, koji koriste prisilni zrak koji prolazi kroz mokru podlogu za isparavanje za hlađenje unutarnjih prostora, popularni su u područjima s vrlo niskom vlagom. Ovi sustavi hlade unutarnji prostor uklanjanjem topline iz dolaznog zraka kroz isparavanje. Rezultirajuća struja zraka je hladnija, ali sadrži više vlage. Sustavi za isparavanje ne rade dobro u područjima s većom relativnom vlagom, jer neće doći do hlađenja i unutrašnjost može postati prilično vlažna.