Ein Wärmetauscher oder- fachlich korrekter -Wärmeübertrager ist eine Vorrichtung in der Wärmeenergie von einem Stoff, meistens in einem Gleich- oder Gegenstromverfahren mit einem anderen Medium aufgenommen oder abgegeben wird. Die beiden Medien, welche aneinander vorbeiströmen, kommen nicht in direkten Kontakt, sondern werden durch den Wärmetauscher räumlich voneinander getrennt.
Durch den Wärmetauscher wird die Wärme des heißeren Mediums über Wärmeleitung durch den Wärmetauscher an das kältere Medium transportiert. Als Übertragungsmedium dient häufig Wasser oder eine spezielle Sole und für das Material des Wärmetauschers wird meistens Edelstahl verwendet.
Eine wichtige Rolle spielen Wärmetauscher bei dem Betrieb einer Wärmepumpe oder bei der Prozesskühlung von Anlagen im Gewerbe oder der Industrie. Für eine gute Effizienz des Wärmetauschers muss das Bauteil, das die Medien trennt, eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine große Oberfläche aufweisen.