CPU热管散热器最主要的元件是热管，常见热管一般采用中空结构，内壁还存有少量液体，借助真空环境，及内部填充物的的毛细作用，液体会随着温度变化而蒸发，从而进一步提高了热管的导热效率。
常见热管分为三种类型，其中包括金属粉末结烧热管、沟槽内壁热管，及金属网内壁热管。
金属粉末结烧热管：这种热管将大量细密的铜质粉末覆盖于热管内壁上，借助毛细作用热管内液体将随着温度变化而流动，这种金属粉末结烧式热管制作工艺相对复杂，因此成本较高。
沟槽内壁热管：这种设计借助热管内壁大量沟槽结构进行毛细作用，根据沟槽的形状，热管的性能也会产生一定差异，由于这种制作这种结构相对容易，因此其成本较低。另外热管内沟槽的方向也决定着热管性能，通常认为垂直方向的性能最高。
金属网内壁热管：目前最常见的热管结构，其内壁包裹了一层使用铜丝编织的金属网。