A transferência de calor que ocorre devido à diferença de densidade nos fluidos é chamada de convecção natural. A convecção natural ocorre quando um fluido aquecido se expande, tornando-se menos denso que o fluido mais frio circundante. Esta diferença de densidade cria forças de empuxo, que fazem com que o fluido aquecido suba e desloque o fluido mais frio. O fluido mais frio então afunda e o ciclo se repete.