Подобно традиционным кожухотрубным теплообменникам, U-образные теплообменники также работают по принципу косвенного теплообмена: две жидкости с разными температурами протекают соответственно в трубке (внутри U-образной трубки) и в кожухе (внутри кожуха снаружи U-образной трубки). Тепло передается от высокотемпературной жидкости к низкотемпературной через стенку U-образной трубки, обеспечивая достижение таких технологических целей, как нагрев, охлаждение, конденсация или испарение.