逆流热交换（英语：countercurrent heat exchange）是出现于自然界的交换机制，两股流体反向而流，同时交换热。也可以交换其他性质，如化学物质浓度，此时统称为逆流交换（countercurrent exchange）。工业和工程学亦常模仿此机制。其中“流体”可以是液体、气体，甚至固体粉末，或其任意组合。例如，蒸馏塔中，蒸气泡上升时，经过向下流的液体，同时交换热和质量。
藉逆流热交换或质量交换，交换的量可以比并流交换（同向流动）更多，因为逆流热交换能维持温差梯度下降得较慢。并流时，初始梯度很高，但是下降得很快，最终有浪费。以右图举例，受加热的流体（向上），离开交换器时，温度比降温后的流体（向下）离开的温度更高。对于平行流动的交换，此为不可能，因为两者的温度衹能彼此趋近。所以逆流热交换与并流相比，同样条件下，可以达到更大的交换量。见换热器。
逆流交换的环路和循环常见于自然，尤其生物的系统中。恒温动物在寒冷的环境下，为了减少热能（能量）的散失，血管的排列变得特殊，使动脉的血与静脉的血之间进行逆流热交换。脊椎动物中，此种结构称为迷网，原先是鱼鳃从水吸收氧气的器官名，工业模仿制成各种逆流交换系统。逆流交换是化学工程热力学和制造过程的重要概念，例如从糖用甜菜提炼蔗糖就要考虑。
