Tản nhiệt ống dẫn nhiệt bao gồm một ống kín, cấu trúc bấc và kênh dẫn hơi. Bấc chạy dọc theo thành trong của ống kín và được bão hòa bằng chất lỏng dễ bay hơi-chẳng hạn như nước cất, amoniac, metanol hoặc axeton. Tản nhiệt được nạp chất lỏng như amoniac, metanol hoặc axeton duy trì khả năng tản nhiệt tuyệt vời ngay cả ở nhiệt độ thấp.
Trong quá trình hoạt động, phần bay hơi của tản nhiệt sẽ hấp thụ nhiệt do nguồn nhiệt tạo ra (chẳng hạn như thiết bị bán dẫn điện), khiến chất lỏng bên trong bấc sôi lên và biến thành hơi. Hơi nóng này di chuyển từ phần bay hơi đến phần ngưng tụ; khi truyền nhiệt đến phần ngưng tụ, hơi sẽ ngưng tụ lại thành chất lỏng. Chất lỏng ngưng tụ sau đó quay trở lại phần bay hơi thông qua hoạt động mao dẫn trong bấc và chu trình này lặp lại liên tục để tản nhiệt.
