气液两相流可以分为单组分工质两相流和双组分工质两相流。单组分工质两相流最为常见，其中气、液两相具有相同的化学成分；流动过程中，吸热时部分液体会蒸发为气体，形成沸腾（蒸发）传热，放热时部分气体会凝结为液体，形成冷凝传热，如蒸发制冷循环中制冷剂在蒸发器和冷凝器中的气液两相流。双组分工质两相流中，气、液两相具有不同的化学成分，如空气-水气液两相流。有的文献用“汽液”和“气液”两个术语区分单组分工质和双组分工质，单组分工质时用“汽液”，双组分工质时用“气液”。然而，通常不做这一区分，而是用“气液”既表示单组分，又表示双组分。

早期研究最多的一种气液两相流是大型动力系统中的气液两相流，例如蒸汽动力系统中用很大的锅炉产生水蒸气，水蒸气通过动力涡轮膨胀，热能转变为机械能，从而产生动力。这种系统中，增压水通过管道被加热，经历水-蒸汽两相流的全过程，最后变为水蒸气沿着管内继续流动至涡轮。再如核反应堆用水冷却堆芯，水在堆芯中被加热成两相流，通过水向蒸汽的相变吸热带走核反应热。对于这方面的研究，能使工程技术人员对管网进行安全有效的设计，以防止事故的发生。

随着空调制冷技术的发展，制冷剂管内两相流的研究在气液两相流研究中逐渐占据主导地位，尤其是对流动沸腾传热和压降特性的研究。20世纪80年代，替代制冷剂需求和小型化、高热负荷电子设备冷却需求，催生了微小通道内替代制冷剂两相流和两相流强化传热的研究热潮，加之空间、信息以及生物等技术的发展，紧凑式换热器以及微尺度下的相变传热问题得到广泛重视，至今仍是研究的热点。

在航天技术领域，随着空间探测与开发活动需求的日益强烈，人们对空间飞行器尤其是载人航天器的功能要求不断提高，相应地对空间飞行器的流体与热管理、动力供应、环境控制与生命保障系统的要求也越来越高，微重力作用下的两相流动与传热研究不断加强。现代高性能战斗机对蒸发循环制冷技术的需求，提出了高过载条件下管内两相流的研究议题。

作为一个长期的热门研究领域，气液两相流研究的主要议题包括气液两相流在管内外的流动、流动稳定性、流型变化和流态转变、沸腾传热特性、冷凝传热特性、空泡份额、流阻、传热面几何特性、通道尺度特性、不同工质的热物性和传热传质特性、微重力作用下气液两相流的流动和传热机理、超重力作用下气液两相流的流动和传热机理、微尺度气液两相流和建模、纳米流体和强化管的传热传质等。随着研究的深入，研究范围不断拓宽，新的研究议题不断出现。

对于气液两相流动的特性和机理研究，重点是两个方面：一是流动特性，例如流动参数及其相关性、压降、相分布和相含率、流型及其转变、流动的稳定性、气泡动力学、临界流等；二是传热特性，例如沸腾传热、凝结传热、平衡与非平衡传热、沸腾临界热流密度与临界后传热、流动特性对传热的影响等。

气液两相流的研究和分析方法一般可概括为理论研究、实验研究和数值模拟研究3种。这3种方法既相对独立，又相互关联，组成了研究两相流问题的完整体系。