مکانیزم درگیر در انتقال گرما در مبدل های حرارتی ترکیبی از هر دو رسانش و همرفت است. نیروی محرکه انتقال حرارت، اختلاف دمایی بین دمای ورودی و خروجی منهای دمای ورودی و خروجی جریان فرآیند است.
دمای رویکرد: دمای نزدیک مبدل حرارتی تفاوت بین دمای خروجی و ورودی یک جریان سیال منهای تفاوت بین دمای ورودی و خروجی جریان فرآیند است. با دمای نزدیک گرم، تفاوت بین دمای ورودی گرم و دمای خروجی سرد است. با دمای نزدیک به سرد، دمای نزدیک به سرد معکوس و دمای خروجی گرم وجود دارد.
همه مبدل های حرارتی دارای یک دمای نزدیک بهینه هستند که باید هنگام تصمیم گیری برای خرید مبدل حرارتی در نظر گرفته شود، زیرا محاسبه اشتباه دمای نزدیک می تواند منجر به داشتن نوع اشتباه مبدل حرارتی برای یک فرآیند شود.
رسانایی: این انتقال انرژی گرمایی با برخورد مستقیم مولکول های مجاور است. مولکولی با انرژی جنبشی بالاتر انرژی حرارتی را به مولکولی با انرژی جنبشی کمتر منتقل می کند. در جامدات با سهولت بیشتری رخ می دهد. برای مبدل های حرارتی، روی دیواری که دو سیال را از هم جدا می کند، قرار می گیرد. قانون هدایت حرارتی فوریه بیان می کند که سرعت انتقال حرارت نرمال به سطح مقطع ماده متناسب با گرادیان دمایی منفی است. ثابت تناسب رسانایی حرارتی ماده است.
همرفت: همرفت در مبدل‌های حرارتی از طریق حرکت توده‌ای سیال در برابر سطح دیوار اتفاق می‌افتد و در نتیجه انرژی حرارتی را منتقل می‌کند. این پدیده توسط قانون خنک‌سازی نیوتن نشان داده می‌شود که بیان می‌کند نرخ اتلاف حرارت متناسب با اختلاف دمای بدن و محیط اطراف آن (مثلاً دیوار و سیال) است.