在热管中，液体在真空状态下吸热汽化，其汽化潜热很大，传输阻力小，因此具有较大的传热能力。但由于受到管内蒸汽流通截面积的大小，流体粘度，蒸汽压力，流动速度和毛细抽力等因素的影响，其传热能力存在一定的极限。超过这些极限，热管将丧失传热能力。热管的工作极限主要包括粘度限，声速限，携带限，毛细限和沸腾限，热管的有效工作范围，应在实线下面围成的面积内。

为粘性极限，它是指由于粘性力作用使热管达到的最大传热量。该极限常发生在较低的温度范围内，热管在低温启动时，蒸汽的密度较小，受粘性力影响很大。在粘性力作用下，由于摩擦损失，蒸汽流到达冷凝段压力降低，冷凝段的压力越低，则热管的热流必越大，但冷凝段气压最低只能降为０，这就限制了热流的增加，此时热管在该温度下的传热量达到了最大值。

声速极限，它是指热管内蒸发段出口处的蒸汽流速达到声速时，蒸发段出口处的蒸汽流量达到最大值，此时的传热量达到最大值 ，称为声速极限。

携带极限，它是指在发生蒸汽带走液滴之前达到的最大传热量。当蒸汽流速过高时，在较大汽流惯性力的作用下，蒸汽流会把与其相向流动的，回流液体界面上的液体剪切下来，带至热管的冷凝段，从使返回蒸发段的工作介质减少，故限制了热管的最大传热量。

毛细极限，它是指热管工作在最大毛细压力时达到的传热量。当蒸发段所蒸发的液体量大于吸液芯靠毛细压力送回的液体量时，蒸发段的吸液芯便会出现干涸现象，蒸发段管壁温度剧烈上升，甚至可能烧坏管壁。

沸腾极限，这是指由于沸腾造成的最大传热量限制。由于吸液芯内液体的沸腾，将产生大量的气泡堵住吸液芯的毛细孔，回流液将无法进入蒸发段的吸液芯内，可能导致热管因温度过高而烧毁。