膜态沸腾工况下，加热面不与液体直接接触，为一层汽膜覆盖，热量自加热面通过汽膜传导到汽液交界面，使液体加热和蒸发。一般蒸汽导热系数低，膜态沸腾下壁面温度比较高，需要同时考虑壁面对液体的辐射加热。在化工和制冷系统中，膜态沸腾应用颇为广泛，金属热处理工艺、流体冷却反应堆事故冷却，以及火箭发动机冷却等，都可能会遇到膜态沸腾工况。

流动沸腾中，膜态沸腾对应的流型主要为弥散流，一般指含气率大于10%的环状流缺液区。其主要传热途径有：液滴进入近壁面的热边界层后与壁面的碰撞带走边界层热量、壁面与两相主流体之间的对流传热、主流中过热蒸汽与液滴之间的对流传热，以及壁面对液滴和蒸汽的辐射传热。主要利用经验关系式来进行计算。

影响膜态沸腾的因素主要有：①辐射传热影响。当壁温不太高时，忽略辐射传热影响，不会引起太大误差。但当壁温相当高时，就应当计算辐射传热量，辐射加热使蒸汽膜厚增加，减少汽膜的有效导热贡献。②压力效应。实验结果表明，任何形状、尺寸和布置方位的加热面，膜态沸腾传热强度随压力升高而增强，其原因可能是蒸汽密度随压力升高而增大，并且膜厚又略有减少，导致传热强度增强。③重力影响。增加重力加速度可以提高浮生力，使膜层内蒸汽的形成速度以及运动速度增高，从而使膜态沸腾换热增强。④过冷度影响。当大空间液体尚未达到饱和温度时，在某种特殊条件下，壁面可能形成膜态沸腾，这时液体的过冷度对膜态沸腾换热产生很大的影响，随着过冷度增加，气液界面的波动和膜层厚度均降低，这两者的综合作用使膜态沸腾换热增强。⑤加热面形状、尺寸和方位的影响。加热面几何形状、大小、布置都会影响汽膜的几何形状和运动特性，但是表面特征对膜态沸腾过程影响较小。