Die Verdampfungswärme ΔHvap, manchmal auch Verdampfungsenthalpie genannt, ist die Energiemenge, die erforderlich ist, um eine Flüssigkeit am Siedepunkt in Dampf umzuwandeln. Diese Energie ist unabhängig von jeglichen Komponenten, die aus einem Temperaturanstieg resultieren. Die Verdampfungswärme wird oft bei Atmosphärendruck und gewöhnlichem Siedepunkt gemessen, obwohl dies nicht immer der Fall ist. Da der Siedepunkt jeder Flüssigkeit mit dem Umgebungsdruck variiert und auch die Verdampfungswärme von diesem Druck abhängt, muss die Verdampfungswärme einer Flüssigkeit temperaturabhängig sein. Zweidimensionale (2-D) Graphen zeigen eine einfache, nahezu parabolische Beziehung für die meisten gängigen Flüssigkeiten.
Um den Vorgang des Siedens oder Verdampfens vollständig zu verstehen, müssen viele Einflüsse berücksichtigt werden. Dazu gehören die intermolekularen Bindungskräfte wie die Van-der-Waal-Kräfte – zu denen zumindest die Londoner Dispersionskräfte gehören – und gegebenenfalls die viel stärkeren Wasserstoffbindungskräfte. Die zur Expansion des Gases notwendigen Arbeiten sind einzubeziehen. Außerdem wurde die potentielle Energie der Flüssigkeit zum größten Teil in kinetische Energie im Gas umgewandelt. Es ist falsch anzunehmen, dass all diese kinetische Energie in Form von Translationsenergie existiert; ein Teil davon wird zu Rotationsenergie und Schwingungsenergie.
Auf einer grundlegenderen Ebene ist ein konzeptionelles Modell, das erstmals 2006 in der Zeitschrift Fluid Phase Equilibria beschrieben wurde, vielversprechend. In diesem Modell stimmten die empirischen Daten für 45 Elemente gut überein, wenn zwei Annahmen getroffen wurden: Die Oberfläche einer Flüssigkeit ist flexibel und ein Partikel nutzt seine gesamte latente Energie, um sich von den Partikeln zu befreien, die sein Entweichen blockieren – dem Oberflächenwiderstand. In dieser Studie wurde in den Berechnungen die maximale Oberfläche verwendet, die ein Partikel in seiner umgebenden Flüssigkeit aufnehmen kann. Kleine Abweichungen zwischen den Berechnungen und der Realität wurden mit Näherungen erklärt, wie etwa der Hardball-Kugel-Approximation für Atome.
Die Verdampfungswärme ist für industrielle Destillationsapparaturen von erheblicher Bedeutung. Sie ist auch in Situationen von Bedeutung, in denen der Dampfdruck berücksichtigt werden muss, wie bei der Konstruktion und Funktion von Dampfheizanlagen. Ein mathematischer Ausdruck von besonderem Interesse in diesem Zusammenhang ist die Clausius-Clapeyron-Gleichung. Diese Gleichung kombiniert die Verdampfungswärme mit Systemdrücken und -temperaturen. Anhand der Gleichung kann aus einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Dampfdruck ein zweiter Dampfdruck bei einer anderen Temperatur bestimmt werden.