膜態沸騰是指在加熱壁面上生成一層連續的蒸汽膜覆蓋壁面產生蒸汽的現象。該現象可在普通鍋爐的蒸發管、核電廠蒸汽發生器傳熱管、反應堆堆芯冷卻劑通道中見到。在外部加熱的主管中，水在泵的壓力下自下往上流動時，先因強制對流而受熱，與管壁接觸的水在形成一些汽泡而局部沸騰，汽泡的進一步聚結會擴展成連續的蒸汽流，形成膜態沸騰。隨著汽、水兩相流中含汽率的增大，附壁水膜逐漸減薄，當水膜被撕破且汽流核心夾帶的散狀水滴幾乎又不回落到管壁時，管壁便被一層過熱蒸汽覆蓋，導致管壁對工質放熱係數急劇下降，壁溫急劇上升，這種現象也稱為膜態沸騰現象或沸騰換熱惡化。由於蒸氣的導熱係數小，所以傳熱係數突然下降，熱量交換變得很差，以致壁面會達到很高的溫度，而有燒毀的危險。在實際工作中應避免膜沸騰的形成。