Het concept en de werking van een shell and tube warmtewisselaar zijn vrij eenvoudig en zijn gebaseerd op de stroming en het thermische contact van twee vloeistoffen. De naam van een shell and tube warmtewisselaar dient als uitleg van het proces, namelijk de uitwisseling van temperatuur tussen twee vloeistoffen. In een warmtewisselaar zal een verwarmde of hete vloeistof rond een koude vloeistof stromen en warmte overdragen in de richting van de stroming van de koude vloeistof.
In elke situatie waarin twee stukken materiaal contact maken, zal er een uitwisseling of overdracht van warmte plaatsvinden via een geleidend oppervlak. Het proces van een shell and tube warmtewisselaar biedt een plek voor twee vloeistoffen om warmte uit te wisselen of over te dragen via geleidende metalen.
In het shell and tube warmtewisselaarproces stroomt één vloeistof door de buizen terwijl de andere vloeistof door de shell stroomt. In het onderstaande diagram, dat een rechte buis shell and tube warmtewisselaar toont, bevindt de shell-inlaat voor de shell-vloeistof zich bovenaan en de inlaat voor de tube-vloeistof rechtsonder.
Een shell and tube warmtewisselaar heeft twee compartimenten of secties: de shell-zijde en de tube-zijde. Bij het werken met een shell and tube warmtewisselaar is het belangrijk om te beslissen aan welke kant de warme vloeistof binnenkomt en aan welke kant de koude vloeistof binnenkomt; deze beslissing wordt vloeistofallocatie genoemd.
Wanneer er een drukverschil is tussen de vloeistoffen, komt de vloeistof met de lagere druk via de mantelinlaat binnen, omdat de buizen zijn ontworpen om hoge druk aan te kunnen.
