Soojusvaheti tööpõhimõte põhineb eelkõige kahel põhilisel soojusülekande mehhanismil: juhtivus ja konvektsioon. Juhtivussoojusülekanne viitab soojusülekande protsessile objekti sees molekulaarse vibratsiooni kaudu. Konvektsioonsoojusülekanne on soojusülekande protsess vedeliku sees läbi voolu. Praktilistes rakendustes eksisteerivad need kaks soojusülekandemehhanismi sageli koos ja mõjutavad üksteist. Näiteks kest{4}}ja-torusoojusvaheti puhul saab soojust juhtida läbi toruseinte, samal ajal kui torude sees olev vedelik kannab soojust konvektsiooni kaudu.
Soojusvahetite projekteerimisel ja valmistamisel tuleb arvestada nende tegelikke kasutusstsenaariume ja töötingimusi. Näiteks toiduainete töötlemisel kasutatavad soojusvahetid peavad vastama toiduohutusstandarditele, keemiatööstuses kasutatavad aga peavad vastu pidama karmidele tingimustele, nagu keemiline korrosioon ning kõrged temperatuurid ja surved. Seetõttu on sobivate soojusvahetite valimine ja tootmisprotsessi kavandamine seadmete tõhususe, ohutuse ja töökindluse parandamiseks üliolulised.
