Eine Wärmesenke, beschreibt den Ort oder den Körper, an dem die Wärme von einer Wärmequelle aufgenommen wird.
Als Beispiel dient ein Wasserbecken: Wird diesem Wasserbecken ein heißes Stück Eisen zugegeben, so nimmt das Wasser die Wärmeenergie des heißen Eisens auf und dient somit als Wärmesenke.
Bei einer Wärmepumpe spielt die Wärmesenke eine sehr wichtige Rolle. Hier stellt die Wärmesenke ein Kältemittel dar, welches Wärme in Form von z.B. Umweltwärme aufnimmt.