逆流熱交換(英語:countercurrent heat exchange)是出現於自然界的交換機制,兩股流體反向而流,同時交換。也可以交換其他性質,如化學物質濃度,此時統稱為逆流交換countercurrent exchange)。工業和工程學亦常模倣此機制。其中「流體」可以是液體、氣體,甚至固體粉末,或其任意組合。例如,蒸餾塔中,蒸氣泡上升時,經過向下流的液體,同時交換熱和質量。

逆流熱交換:位置由高至低,對應兩邊的溫度皆逐漸下降。未進入交換前,原來熱和冷的兩股液流,交換後溫差方向相反,原熱流離開時變成較冷的一股,反之亦然。

藉逆流熱交換或質量交換,交換的量可以比並流交換(同向流動)更多,因為逆流熱交換能維持溫差梯度下降得較慢。並流時,初始梯度很高,但是下降得很快,最終有浪費。以右圖舉例,受加熱的流體(向上),離開交換器時,溫度比降溫後的流體(向下)離開的溫度更高。對於平行流動的交換,此為不可能,因為兩者的溫度衹能彼此趨近。所以逆流熱交換與並流相比,同樣條件下,可以達到更大的交換量。見換熱器

逆流交換的環路和迴圈常見於自然,尤其生物的系統中。恆溫動物在寒冷的環境下,為了減少熱能(能量)的散失,血管的排列變得特殊,使動脈的血與靜脈的血之間進行逆流熱交換。脊椎動物中,此種結構稱為迷網,原先是魚鰓從水吸收氧氣的器官名,工業模倣製成各種逆流交換系統。逆流交換是化學工程熱力學和製造過程的重要概念,例如從糖用甜菜提煉蔗糖就要考慮。