Stup ventilacija je prirodna metoda ventilacije koja se oslanja na spontanu cirkulaciju zraka uzrokovanu učinkom toplinskog dimnjaka. Ovaj prirodni fenomen uzrokuje da se vrući zrak diže u zatvorenom prostoru i traži izlaz. Kada vrući zrak napusti prostor, stvara djelomični vakuum koji uvlači hladniji zrak iz vanjske atmosfere kako bi ga zamijenio. Ovaj ciklus će kontinuirano unositi hladniji zrak u prostor, čime se učinkovito regulira temperatura i osigurava stalan dotok svježeg zraka. Ovaj sustav izmjene topline i zraka najučinkovitiji je u zgradama s namjenskim sustavima za ventilaciju i gdje velike razlike u vanjskim i unutarnjim temperaturama potiču učinak dimnjaka.
Prirodni fenomen izdizanja vrućeg zraka iznad hladnijeg zraka prilično je poznat i čini osnovu za sve sustave ventilacije u dimnjaku. Kada se zrak zagrijava, molekule se dalje udaljavaju, čineći zrak manje gustim i plutajućim. Tijelo ili stup zraka u bilo kojem zatvorenom prostoru uvijek će biti topliji prema vrhu prostora zbog ovog efekta. Ventilacijski sustavi u dimnjaku koriste ovaj prirodni pokret za izbacivanje vrućeg zraka i uvlačenje svježeg, hladnijeg zraka u prostor. Ovi sustavi su posebno učinkoviti jer zahtijevaju vrlo malo, ako ih uopće ima, mehaničkih komponenti za ispravan rad.
Namjenski sustavi za razmjenu zraka u dimnjaku obično će sadržavati niz otvora za topli zrak na razini krova i ulaza hladnog zraka duž donjih dijelova vanjskih zidova. Odvodni otvori za vrući zrak trebali bi biti smješteni što je više moguće; efekt slaganja postaje izraženiji kada se razmak između ulaznih i izlaznih točaka povećava. Veće, višekatne zgrade obično imaju središnji kanal za topli zrak koji vodi do krova konstrukcije s otvorima za topli zrak na razini stropa na svakom katu. Ulazi za hladan zrak tada se obično napajaju zrakom koji se izvlači kroz zasebni kanal za hladni zrak pomoću ventilatora. Ovaj kanal će imati skup usisnih otvora na razini tla.
Kada se zrak u unutarnjem prostoru počne zagrijavati, prirodno će se podići u gornje dijelove prostora i izaći iz otvora za topli zrak. Dok to čini, niskotlačni vakuum koji ostaje iza sebe uvlači svježi, hladniji zrak u područje kroz otvore za hladni zrak. Ovaj ciklus postavlja konstantan poprečni uzorak ventilacije koji održava prostor opskrbljen svježim zrakom. Budući da se ovaj ciklus oslanja na razliku u temperaturi između vanjskih i unutarnjih zračnih stupova, sustavi za provjetravanje u dimnjaku posebno su učinkoviti tijekom zimskih razdoblja.
Stup ventilacija ima brojne prednosti i nedostatke koje je potrebno uzeti u obzir pri odabiru ventilacijskog sustava. Glavne prednosti sustava za ventilaciju u dimnjaku uključuju fleksibilnost u postavljanju ventilacijskih otvora, ne oslanjanje na obrasce vjetra, stabilan protok zraka i održivost. Nedostaci ovog tipa sustava su niža sila protoka zraka u usporedbi s ventilacijom vjetrom, oslanjanje na temperaturne razlike i ograničenja u pogledu visine stropa. Bez obzira na nedostatke, ovi sustavi su općenito učinkoviti, niske cijene i ekološki prihvatljive opcije izmjene zraka.