Le transfert de chaleur qui se produit en raison de la différence de densité des fluides est appelé convection naturelle. La convection naturelle se produit lorsqu'un fluide chauffé se dilate et devient moins dense que le fluide plus froid environnant. Cette différence de densité crée des forces de flottabilité qui font monter le fluide chauffé et déplacer le fluide plus froid. Le liquide refroidisseur coule alors et le cycle se répète.