หลักการถ่ายเทความร้อนหลักของท่อครีบขึ้นอยู่กับการเพิ่มประสิทธิภาพทางวิศวกรรมของกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อน ในสถานการณ์การแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างก๊าซกับของเหลว ความต้านทานความร้อนแบบพาความร้อนด้านอากาศสูงกว่าด้านของเหลวภายในอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งสร้างคอขวดที่จำกัดอัตราการถ่ายเทความร้อนทั้งหมด ตามสมการการถ่ายเทความร้อนพื้นฐาน (Q=U⋅A⋅ΔT)

วิธีแก้ปัญหาที่ท่อครีบให้ไว้คือการเพิ่มพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อน (A) อย่างมากโดยการติดครีบโลหะ โดยมีค่าใช้จ่ายในการลดความแตกต่างของอุณหภูมิที่มีประสิทธิภาพอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ (เนื่องจากอุณหภูมิลดลงตามความสูงของครีบ) ในเวลาเดียวกัน ครีบช่วยปรับปรุงสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนด้านอากาศโดยการรบกวนการไหลของอากาศ สาระสำคัญอยู่ที่การลดสัดส่วนของความต้านทานความร้อนด้านอากาศภายในความต้านทานความร้อนทั้งหมด ซึ่งจะช่วยเพิ่มสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวม (U) และอัตราการถ่ายเทความร้อน (Q) อย่างมีนัยสำคัญ

1. การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนภายใน: ของเหลวทำงานที่มีอุณหภูมิสูง (น้ำ สารทำความเย็น ฯลฯ) ไหลภายในท่อ ถ่ายเทความร้อนไปยังผนังด้านในของท่อฐานด้วยสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนที่ค่อนข้างสูง
2. การนำความร้อนแบบรัศมีผ่านผนังท่อ: ความร้อนถูกนำอย่างมีประสิทธิภาพผ่านผนังโลหะของท่อฐานจากพื้นผิวด้านในไปยังพื้นผิวด้านนอก
3. การแพร่กระจายความร้อนด้านข้าง: ความร้อนจากผนังท่อด้านนอกแพร่กระจายในสองทิศทางหลัก: ประการแรก การให้ความร้อนโดยตรงกับอากาศโดยรอบ และประการที่สอง การนำความร้อนตามยาวตามครีบ เริ่มจากราก (ซึ่งสัมผัสกับท่ออย่างแน่นหนา) สิ่งนี้จะเปลี่ยนครีบทั้งหมดให้เป็นพื้นผิวการกระจายความร้อนแบบขยาย
4. การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนจากพื้นผิวครีบสู่อากาศ: เมื่ออากาศไหลผ่านอาร์เรย์ครีบ การแลกเปลี่ยนความร้อนแบบพาความร้อนแบบบังคับเกิดขึ้นกับพื้นที่ผิวครีบขนาดใหญ่ นำพาความร้อนออกไป รูปร่างที่ซับซ้อนของครีบ (ลูกฟูก, บานเกล็ด ฯลฯ) ช่วยทำลายชั้นขอบอากาศ เพิ่มความปั่นป่วน และปรับปรุงประสิทธิภาพของขั้นตอนนี้

โดยสรุป ท่อครีบใช้กลไกหลักของ "การขยายพื้นที่ผิว" เพื่อเปลี่ยนการถ่ายเทความร้อนด้านก๊าซที่มีความต้านทานสูงให้เป็นกระบวนการเสริมฤทธิ์กันที่รวมการนำความร้อนของโลหะที่มีประสิทธิภาพและการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนในพื้นที่ขนาดใหญ่ สิ่งนี้ช่วยให้สามารถแลกเปลี่ยนความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงระหว่างก๊าซและของเหลวภายในพื้นที่ที่ประหยัดและกะทัดรัด ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น เครื่องปรับอากาศ หม้อน้ำ และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยอากาศ