Luonnollisella konvektiolla lämmönsiirrolla tarkoitetaan nesteen epätasaisen lämpötilakentän aiheuttamaa virtausta ilman ulkoisia voimia, kuten pumppuja tai puhaltimia.
Lämmönvaihdossa mukana oleva neste muodostaa kunkin osan epätasaisesta lämpötilasta johtuen tiheyseron, mikä synnyttää painovoimakentän tai muiden voimakenttien kelluvuuden aiheuttaman konvektiivisen lämmönvaihtoilmiön.