Toplina isparavanja, ΔHvap, koja se ponekad naziva entalpija isparavanja, je količina energije potrebna za pretvaranje tekućine u paru na točki vrelišta. Ova energija je neovisna o bilo kojoj komponenti koja je rezultat porasta temperature. Toplina isparavanja često se mjeri pri atmosferskom tlaku i običnom vrelištu, iako to nije uvijek slučaj. Budući da točka vrelišta bilo koje tekućine varira s okolnim tlakom, a toplina isparavanja također ovisi o tom tlaku, toplina isparavanja tekućine mora ovisiti o temperaturi. Dvodimenzionalni (2-D) grafovi prikazuju jednostavan, gotovo parabolički odnos za većinu uobičajenih tekućina.
Mnogo je utjecaja koje se moraju uzeti u obzir ako želimo potpuno razumjeti proces vrenja, odnosno isparavanja. Među njima su međumolekularne sile vezanja kao što su van der Waalove sile — koje uključuju u najmanju ruku londonske disperzijske sile — i mnogo jače sile vodikove veze, ako je primjenjivo. Mora se uključiti rad potreban za proširenje plina. Osim toga, najvećim dijelom potencijalna energija tekućine pretvorena je u kinetičku energiju u plinu. Pogrešno je pretpostaviti da sva ta kinetička energija postoji u obliku translacijske energije; dio toga postaje energija rotacije i energija vibracija.
Na bazičnijoj razini, jedan konceptualni model koji je prvi put opisan 2006. godine u časopisu Fluid Phase Equilibria obećava. U tom modelu, empirijski podaci za 45 elemenata su se dobro poklapali kada su napravljene dvije pretpostavke: površina tekućine je fleksibilna, a čestica koristi svu svoju latentnu energiju da se oslobodi čestica koje blokiraju njezin bijeg – površinski otpor. U ovoj studiji u proračunima je korištena maksimalna površina koja može zadržati česticu u okolnoj tekućini. Mala odstupanja između izračuna i stvarnosti objašnjena su u terminima aproksimacija, kao što je aproksimacija sfere tvrdog kugla za atome.
Toplina isparavanja je od velike važnosti za industrijske destilacijske aparate. To je također važno u situacijama kada se mora uzeti u obzir tlak pare, kao u dizajnu i funkciji postrojenja za parno grijanje. Jedan matematički izraz od posebnog interesa u ovom pogledu je Clausius-Clapeyronova jednadžba. Ova jednadžba kombinira toplinu isparavanja s tlakovima i temperaturama sustava. Koristeći jednadžbu, iz jedne određene temperature i tlaka pare, može se odrediti drugi tlak pare na drugoj temperaturi.