Il trasferimento di calore che avviene a causa della differenza di densità dei fluidi è chiamato convezione naturale. La convezione naturale si verifica quando un fluido riscaldato si espande, diventando meno denso del fluido più freddo circostante. Questa differenza di densità crea forze di galleggiamento, che causano l'innalzamento del fluido riscaldato e lo spostamento del fluido più freddo. Il fluido più freddo quindi affonda e il ciclo si ripete.