เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (Shell and tube heat exchangers) เป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแบ่งส่วน ซึ่งใช้พื้นผิวของผนังชุดท่อที่อยู่ภายในเปลือกเป็นพื้นผิวในการถ่ายเทความร้อน ประเภทนี้มีโครงสร้างเรียบง่าย ต้นทุนต่ำ มีพื้นที่หน้าตัดการไหลกว้าง และทำความสะอาดคราบสกปรกได้ง่าย อย่างไรก็ตาม มีข้อเสียคือสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนต่ำ และใช้พื้นที่ติดตั้งมาก สามารถผลิตจากวัสดุโครงสร้างหลายชนิด (โดยส่วนใหญ่เป็นวัสดุโลหะ) และใช้งานได้ภายใต้อุณหภูมิสูงและความดันสูง จึงเป็นประเภทที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อประกอบด้วยหลายหมวดหมู่ เช่น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไอน้ำ-น้ำที่มีแผ่นปิดท่อแบบคงที่ (fixed tube sheet steam-water heat exchangers), เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อสำหรับไอน้ำ-น้ำที่มีข้อต่อขยายตัว (shell and tube steam-water heat exchangers with expansion joints), เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไอน้ำ-น้ำที่มีหัวลอย (floating head steam-water heat exchangers), เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อรูปตัวยูสำหรับไอน้ำ-น้ำ (U-tube shell and tube steam-water heat exchangers), เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อที่มีท่อแบบลูกฟูก (corrugated tube shell and tube steam-water heat exchangers) และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบส่วนแยกสำหรับน้ำ-น้ำ (sectional water-water heat exchangers) พารามิเตอร์ควบคุมหลักของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ ได้แก่ พื้นที่ให้ความร้อน อัตราการไหลของน้ำร้อน กำลังการแลกเปลี่ยนความร้อน และพารามิเตอร์ของตัวกลางความร้อน เป็นต้น
มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในสถานการณ์ต่าง ๆ เช่น การให้ความร้อนน้ำมันดิบในโรงกลั่น ควบคุมอุณหภูมิของปฏิกรณ์เคมี ระบบควบแน่นในโรงไฟฟ้า และวงจรการทำความเย็นของระบบปรับอากาศแบบรวมศูนย์
