Proces konvekcije je glavni način prijenosa topline unutar tekućine koja je izložena izvoru topline. Obično se tekućina, koja može biti tekućina ili plin, zagrijava odozdo toplom površinom; povećanje temperature rezultira smanjenjem gustoće, uzrokujući da tekućina raste i hladnija tekućina teče prema unutra kako bi je zamijenila. Kako se diže, gubi toplinu na okolinu, postajući gušći i teži od tekućine ispod. Ne može se spustiti kroz ovu tekućinu koja se diže, pa se širi vodoravno prije nego što padne natrag prema površini i povuče je prema svojoj početnoj točki uzdižuća tekućina. Ovaj sustav poznat je kao konvekcijska ćelija i obilježje je dinamike fluida koja se može promatrati u raznim situacijama, od vode koja se zagrijava u loncu do procesa na planetarnoj ili zvjezdanoj skali.
Zemljina atmosfera sadrži konvekcijske ćelije u velikoj mjeri: ekvatorijalna područja primaju više topline od sunca od polova, uzrokujući da se topli zrak diže, a zatim struji prema višim geografskim širinama, gdje se spušta da teče natrag prema ekvatoru, tvoreći ogromnu konvekcijsku ćeliju na svakoj strani. One su poznate kao Hadleyeve stanice. Vodena para u zraku koji se diže kondenzira se kako se zrak hladi na većim visinama i može stvoriti velike kumulonimbusove oblake koji proizvode grmljavinu. Zrak se općenito spušta oko 30 stupnjeva sjeverno i južno od ekvatora, do tada je izgubio većinu svoje vlage; kao rezultat toga, ove su regije obično sušne i sadrže neke od najvećih svjetskih pustinja. Naknadno kretanje zraka natrag prema ekvatoru odgovorno je za pasate.
Toplina iz Zemljine jezgre održava cirkulaciju vruće, tekuće stijene u gornjem plaštu, tvoreći konvekcijske stanice ispod kore. Rezultirajuće kretanje rastaljene ili poluotopljene stijene pokreće proces poznat kao tektonika ploča koji je odgovoran za cijepanje kore na kontinentalne “ploče” koje se pomiču jedna u odnosu na drugu. Ovaj fenomen je odgovoran za potrese i vulkansku aktivnost. Područja Zemljine površine koja se nalaze izravno iznad konvekcijske ćelije mogu se podijeliti i pomaknuti, tvoreći nove ploče, kao što je to u afričkoj dolini Rift. Postojeća ploča, potaknuta konvekcijskim strujama ispod, može gurnuti u drugu ploču, gradeći planinske lance poput Himalaje.
Konvekcijske ćelije postoje i na suncu. Slike sunčeve površine otkrivaju granularnu strukturu koja se sastoji od svijetlih, vrućih područja okruženih tamnijim, hladnijim granicama. Svaka granula označava vrh konvekcijske ćelije formirane plazmom koja se zagrijava odozdo i diže se na površinu, hladi se, a zatim se širi i ponovno spušta na granicu.