Prinsip kerja penukar haba terutamanya berdasarkan dua mekanisme pemindahan haba asas: pengaliran dan perolakan. Pemindahan haba konduksi merujuk kepada proses pemindahan haba dalam objek melalui getaran molekul. Pemindahan haba perolakan ialah proses pemindahan haba dalam cecair melalui aliran. Dalam aplikasi praktikal, kedua-dua mekanisme pemindahan haba ini sering wujud bersama dan mempengaruhi satu sama lain. Contohnya, dalam cangkerang-dan-penukar haba tiub, haba boleh dijalankan melalui dinding tiub, manakala bendalir di dalam tiub memindahkan haba melalui perolakan.
Reka bentuk dan pembuatan penukar haba mesti mengambil kira senario aplikasi dan keadaan operasi sebenar mereka. Sebagai contoh, penukar haba yang digunakan dalam pemprosesan makanan mesti memenuhi piawaian keselamatan makanan, manakala yang digunakan dalam industri kimia mesti dapat menahan keadaan yang teruk seperti kakisan kimia dan suhu dan tekanan tinggi. Oleh itu, memilih penukar haba yang sesuai dan mereka bentuk proses pembuatan adalah penting untuk meningkatkan kecekapan, keselamatan dan kebolehpercayaan peralatan.
