Toplina otopine, također poznata kao promjena entalpije otopine, je promjena entalpije koja se događa kada se određena otopljena tvar otopi u otapalu da nastane otopina. Entalpija je pojam koji se u termodinamici koristi za opisivanje energije u sustavu. Ne može se izravno izmjeriti ukupna entalpija sustava, pa se promjena entalpije koristi za mjerenja kao što je toplina otopine, a ne ukupna entalpija sustava. Postoji nekoliko procesa koji se javljaju kada se otopljena tvar otopi u otopini, a svaki je u stanju promijeniti entalpiju otopine. U mnogim slučajevima dolazi do prekida raznih kemijskih veza i stvaranja novih veza, što sve rezultira promjenom entalpije.
Postoje tri primarna aspekta otapanja otopljene tvari u otapalu koja doprinose toplini otopine. Prvo, kada se doda otopljena tvar, prekidaju se kemijske interakcije koje povezuju molekule otopljene tvari, što zahtijeva potrošnju neke energije. Zatim, kemijske privlačnosti koje povezuju molekule otapala također se prekidaju kako molekule otopljene tvari ulaze u sustav, što opet zahtijeva potrošnju energije. Konačno, nakon što se te privlačnosti prekinu, nastaju nove interakcije između molekula otapala i otopljene tvari, što rezultira oslobađanjem neke energije.
Prva dva aspekta otapanja zahtijevaju unos energije i nazivaju se endotermnim procesima. Treći, kojim se stvaraju privlačnosti između molekula otapala i otopljene tvari, naziva se egzotermnim procesom, jer oslobađa energiju u sustav. Za određivanje ukupne topline otopine jednostavno se može uzeti zbroj svake promjene entalpije. U nekim slučajevima, prva dva dijela otapanja zahtijevaju više energije nego stvaranje novih privlačnih oslobađanja, što rezultira procesom koji je općenito endotermičan. U drugima je konačno oslobađanje energije veće od energije potrebne za razbijanje privlačnosti otopljene tvari i otapala i otapala, tako da je proces općenito egzoterman.
Također je moguće mjeriti toplinu otopine na temelju temperaturnih promjena u otopini. Pretežno egzotermni proces će osloboditi energiju u sustav i stoga će povećati temperaturu otopine. S druge strane, primarno endotermni proces će potrošiti energiju i, prema tome, smanjiti temperaturu reakcije. Ako se unaprijed poznaju različita svojstva otopljene tvari i otapala, može se koristiti promjenom temperature za određivanje topline otopine s razumnom točnošću.