热失控（thermal runaway，又译：热跑脱）所指的情况是，当温度增高时引发的变化使温度更进一步的增高，产生恶性循环，因而导致某一种破坏性的结果。这是一种正回馈。

在化学工程，热失控是放热反应失去控制的情况，经常会造成爆炸。

当反应速率是温度增加的增量时，便会发生热失控，不仅导致温度进一步的增加，而且反应速率也会进一步的增加。放热的副作用和燃烧使温度变得更高，加速了热失控。热失控引起的化工事故，以1984年发生在印度波帕尔的1984爆炸最为著名，它是联合碳化物设在当地生产异氰酸甲酯的工厂。热失控也是炼油厂在加氢裂解过程中要注意的事。

热失控最容易发生在化学反应容器的冷却系统失效时；搅拌器的失效可能导致局部地区的加热，而引起热失控；不当的组合也是常见的原因。许多化工生产设施在设计时会以大容积的空间和紧急通风口的设置，来降低意外发生时可能造成的伤害和财产损失。

有些双极性晶体管（特别是以锗为基底的双载子晶体管）在温度增加时，会增加极大的电流增益。根据电路的设计，在增益所增加的电流可能增加流经晶体管的电流和功率耗散，这会导致电流增益的进一步增加，这经常能在推挽式的AB类放大器中见到。当晶体管在室温下将偏压设定在有最小的交越失真时，且偏压与温度之间没有关联性(未做温度补偿)，则当温度增加时，上下两晶体管的导通程度都会增加，导致电流和功率都上升，最后直到其中之一或二个都被毁坏为止。

如果多支双极性晶体管并联使用（典型的大电流应用），只要其中有一个先发生热失控，最初被分配于各晶体管的电流就会加至这个晶体管，使问题更为恶化。这种效应称为电流抢夺(current hogging，电流独吞，电流贪婪)。最终将发生的，如果不是电路重新趋于稳定，就是晶体管在热失控下被热毁坏殆尽。

功率MOSFET工作时会以温度来增加电阻，功率在这些电阻上的消耗会提升接点的温度，在正回馈的回路中进一步增加了接面温度（但是，电阻随着温度增加有助于平衡多个平行排列的MOSFET之间的电流和免于电流扰乱的发生）。如果晶体管产生的热量超过散热片可以排除的，热失控就会发生并造成晶体管的毁坏。这个问题可以依靠在散热片和晶体管之间的热变电阻降低而得到缓和。请参考散热设计功率。

微波被使用于烹调各种各样的材料，或在工业生产过程中加热各种各样的材料。材料的热化效率取决于吸收的量，而这又依靠材料的介电常数。不同料的介电常数对温度变化的改变也不同，有些材料显现出温度增加就会大幅上升。当材料暴露在微波下时，因为温暖的地区会比低温的地区接收到更多的能量，这样的性质会导致选择性的局部地区会被过度的加热－对热量的绝缘体有潜在的危险，在热点和其余地区之间的热交换是缓慢的。这样的材料称为热失控材料，有一些陶瓷会发生这种现象。

当处理的不正确时，一些可在充电的电池会发生热失控，造成过度的加热，而被密封的电池可能会爆炸。特别容易发生热失控的是锂电池，在报纸上偶尔会有移动电话爆炸的新闻。由于失火和爆炸，戴尔公司的一些笔记电脑也曾被召回检修：http://www.theinquirer.net/default.aspx?article=32550 页面存档备份，存于互联网档案馆

电子设备的热失控通常不在多数电子制造业和设计师的设计考量因素内，但在热带国家可能导致故障和麻烦，在卫星电视接收器、手提电脑或著工业用可编码程序器上都曾经发生。当环绕在设备周围的空气温度超过临界值时，温度开始过热，热失控造成电子设备故障，必需要停下来等冷却之后才能重新做适当的设定和工作。这种问题通常是由使用MOSFET的高频切换电源供应器造成的。

晶体管漏出的电流会增高温度。在罕见的场合下，可能会导致数位电子的热失控。这不是常见的问题，因为漏出的电流在整体电流的消耗中只是极小的部分，所以在功率的耗损上是很小的－以速龙（Athlon）为例，温度每增加30℃，功率的损耗只增加10%。对100瓦的散热设计功率 来说，当热失控发生时，散热器也只需要3K/W的热阻抗力，这已经是速龙64散热器所需的6倍以上。通常一个0.5至1K/W的散热器就足以让功率100W的设备不致于发生热失控和造成损害。

预测这些问题在未来会更为常见，当设备变得越来越小时，静态的功率损耗对整个CPU的电力消耗的贡献将会持续增加，漏出的电流一定会以百倍的因素增加温度，使CPU的温度上升。结果是，热失控在未来的CPU上将是很普遍的问题。.