Ponekad se naziva i supravodnikom, toplinska cijev je uređaj koji je sposoban prenositi ili usmjeravati toplinu između dvije točke s relativnom lakoćom. Jedna od prednosti ove vrste opreme za grijanje je relativno mali gubitak topline tijekom prijenosa, zbog čega su cijevi znatno isplativije za rad. Dok je osnovna ideja za toplinsku cijev prvi put razvijena 1940-ih, prvi radni primjerak ove vrste opreme za grijanje nastao je 1962. godine i nastavio se usavršavati tijekom godina.
Iako danas postoje neke odstupanja u dizajnu toplinskih cijevi, većina se još uvijek temelji na tom izvornom dizajnu. To znači da će tipična toplinska cijev biti izrađena od tri bitne komponente. Te komponente poznate su kao spremnik, radna tekućina i fitilj.
Spremnik toplinske cijevi osigurava kućište za radni fluid koji pomaže u održavanju topline stvorene unutar uređaja. Ponekad poznat kao cijevna komora, spremnik je hermetički nepropusni i nepropusno štiti tekućinu od vanjskog okruženja. Istodobno, hermetička priroda komponente olakšava postizanje i održavanje točne razine tlaka za ispravan rad sustava.
Uz spremnik, radni fluid je vrlo važan za funkciju toplinske cijevi. Upotrijebljena tekućina mora biti kompatibilna s ostalim elementima uređaja, uključujući fitilj koji se koristi kao dio operacije. Postoji niz različitih tekućina koje se mogu koristiti, ovisno o željenoj količini tlaka pare u posudi i sposobnosti tekućine da adekvatno zasiti ili navlaži fitilj. Kada se odabere prava tekućina za dani dizajn toplinske cijevi, ravnoteža tlaka pare i vlaženja fitilja su unutar prihvatljivih standarda, što zauzvrat povećava učinkovitost cijevi za prijenos topline.
Ponekad poznat kao kapilarna struktura, fitilj u toplinskoj cijevi nije kao fitilj u svijeći. Ova vrsta fitilja proizvodi se s poroznom strukturom, s nekom vrstom izdržljivog metala koji se inače koristi u konstrukciji. Za izradu fitilja često se koristi nikal, aluminij, bakar ili čelik. Posljednjih godina za proizvodnju fitilja koriste se keramički materijali, iako postoje određena različita mišljenja o utjecaju keramičkih fitilja na učinkovitost toplinske cijevi. Tijekom proizvodnog procesa, stupanj pritiska koji se koristi za stvaranje fitilja imat će puno veze s određivanjem veličine pora koje se nalaze duž tijela komponente.
Tijekom rada, toplinska cijev je sposobna prenositi toplinu s velikom učinkovitošću. Funkcija fitilja stvara pritisak koji zauzvrat pomiče radni fluid kroz kondenzator i rezultira isparavanjem tekućine. Kako se toplina stvara, tlak također pomaže u pomicanju topline kroz strukturu cijevi, u konačnici dovodeći tu toplinu do odredišne točke. Cijevi ovog tipa koriste se u širokom rasponu strojeva i uređaja, uključujući opremu za klimatizaciju i sve vrste strojeva koji uključuju korištenje izmjenjivača topline. Manja verzija cijevi za grijanje nalazi se čak u nekim prijenosnim računalima, što omogućuje izbacivanje topline uvučene iz okolnih komponenti i sprječava pregrijavanje uređaja.