مبدل حرارتی لوله مسی پوسته و لوله، به عنوان یک نوع مبدل حرارتی پوسته و لوله، دارای ساختار اولیه نصب بسیاری از لوله های مسی کوچک برای تبادل حرارت در یک پوسته دایره ای است. این طراحی به سیال گرم و سیال سرد اجازه می دهد تا به ترتیب در بسته و پوسته لوله با تکیه بر دیواره لوله برای تکمیل فرآیند تبادل حرارت و انتقال جریان داشته باشند.
معمولاً سیال گرم در داخل لوله جریان دارد در حالی که سیال سرد در داخل پوسته در خارج از لوله جریان دارد، اما جهت جریان خاص باید با توجه به طراحی و اثر تبادل حرارت مورد نیاز تعیین شود. گرما از طریق دیواره لوله از سیال داغ به سیال سرد منتقل می شود و یک گرادیان دما را تشکیل می دهد. به منظور بهبود راندمان تبادل حرارتی، معمولاً بافل هایی در داخل پوسته نصب می شوند که می توانند سیال سرد را مجبور به تغییر جهت جریان چندین بار در داخل پوسته، افزایش تلاطم و در نتیجه بهبود راندمان انتقال حرارت کنند.
به دلیل انبساط حرارتی، دسته لوله و پوسته ممکن است درجات انبساط متفاوتی داشته باشند. بنابراین، این نوع مبدل حرارتی معمولاً با درزهای انبساط یا سرهای شناور طراحی می شود تا به دسته لوله در حین انبساط حرارتی آزادانه حرکت کند و تأثیر تنش حرارتی بر تجهیزات را کاهش دهد.