على غرار المبادلات الحرارية التقليدية ذات الأنابيب والغطاء، تتبع المبادلات الحرارية ذات الأنابيب على شكل حرف U مبدأ التبادل الحراري غير المباشر: حيث يتدفق سائلان بدرجتي حرارة مختلفتين في جانب الأنبوب (داخل الأنبوب على شكل حرف U) وجانب الغطاء (داخل الغطاء خارج الأنبوب على شكل حرف U)، على التوالي. تنتقل الحرارة من السائل ذي درجة الحرارة العالية إلى السائل ذي درجة الحرارة المنخفضة عبر جدار الأنبوب على شكل حرف U، مما يحقق أهدافًا تشغيلية مثل التسخين أو التبريد أو التكثيف أو التبخير.