Понятие о пограничном слое относится к числу важ­нейших в теории теплообмена. Анализ процессов в по­граничном слое позволяет раскрыть физическую сущ­ность многих явлений в кон­вективном теплообмене.

Рас­смотрим пограничный слой на простейшем примере — обтека­нии жидкостью плоской по­верхности.

При течении жидкости вдоль плоской поверхности те­ла частицы жидкости, непо­средственно соприкасающиеся с поверхностью «прилипают» к ней вследствие адсорбции.

 Поскольку всякая реальная жидкость (капельная жидкость или газ) обладает вязкостью, то слой жидкости, контактирующий с прилипшим слоем, тормозится последним. Однако сверху на этот второй слой в силу той же вязкости действует третий слой, побуж­дающий второй слой к движению.

 В результате второй слой движется с небольшой скоростью.

Третий слой испытывает снизу тормозящее действие второго слоя, а сверху — движущее действие четвертого слоя; третий слой движется с несколько большей скоростью, чем вто­рой.

Слои скользят друг по другу, как и воображаемые коаксиальные цилиндры при течении жидкости в трубе.

Чем больше расстояние  от стенки, тем ско­рость слоя больше. Однако увеличение скорости имеет предел, равный значению скорости ш₀ в набегающем потоке.

Следовательно, вблизи поверхности тела имеет­ся область, в которой скорость жидкости меняется от значения 0 на поверхности до значения w=w₀на некотором расстоянии δ от поверхности.

Подобно тому, как воображаемые тонкие слои жид­кости взаимодействуют друг с другом в динамическом отношении благодаря вязкости, происходит и тепловое взаимодействие этих слоев благодаря теплопроводно­сти жидкости. Через «прилипший» слой теплота пере­дается, как через твердую стенку. Микрочастицы жид­кости переходят во второй слой, внося в него при этом некоторое количество  теплоты (предполагается, что температура стенки t_свыше, чем температура t₀набе­гающего потока). Часть поступившей в него теплоты второй слой уносит, оставшаяся теплота переходит в третий слой и т. д. Переходящая из слоя в слой доля теплоты становится все меньше в связи с тем, что оче­редной слой уносит определенное количество теплоты. На некотором расстоянии kот стенки окажется такой слой, в который теплота не поступила.

Пристенная область, в которой происходит изменение температуры жидкости от температуры стенки до температуры набегающего потока называется тепловым пограничным слоем.