Теплоноси́тель — движущаяся среда (газ, пар, жидкость), используемая для передачи теплоты от более нагретого тела к менее нагретому. Теплоноситель применяется для охлаждения, сушки, термической обработки в системах теплоснабжения, отопления, вентиляции, в технологических тепловых устройствах. Наиболее распространенные теплоносители: топочные (дымовые) газы, вода, водяной пар, жидкие металлы (калий, натрий, ртуть), фреоны, аэровзвеси сыпучих материалов. Теплоносители могут в процессе передачи теплоты изменять свое агрегатное состояние (кипящие жидкости, конденсирующиеся пары) или сохранять его неизменным (некипящие жидкости, перегретые пары, неконденсирующиеся газы). В первом случае температура теплоносителя остается неизменной, так как передается лишь теплота фазового перехода; во втором случае температура теплоносителя изменяется (понижается или повышается).
В ядерном реакторе теплоноситель (жидкое или газообразное вещество) пропускается через активную зону реактора и выносит из неё тепло, выделяющееся в результате реакции деления ядер. В энергетических реакторах теплоноситель из реактора поступает в парогенератор, в котором вырабатывается пар, приводящий в действие турбины. В ряде случаев пароводяной или газовый теплоноситель может служить рабочим телом турбинного цикла. В исследовательских и специальных реакторах (в реакторах для накопления радиоактивных изотопов) теплоноситель обеспечивает охлаждение активной зоны реактора. Теплоносители в ядерном реакторе должны соответствовать следующим требования: слабое поглощение нейтронов; химическая стойкость в условиях интенсивного радиационного облучения; низкая коррозионная активность по отношению к конструкционным материалам; высокий коэффициент теплопередачи; большая удельная теплоемкость; низкое рабочее давление при высоких температурах. В тепловых ядерных реакторах в качестве теплоносителя используют воду (обычную и тяжелую), водяной пар, органические жидкости, двуокись углерода; в быстрых реакторах — жидкие металлы (преимущественно натрий), а также газы (водяной пар, гелий). Часто теплоносителем служит жидкость, являющаяся одновременно и замедлителем.