A troca em contracorrente é um fenômeno natural de transferência térmica ou química altamente eficiente entre corpos fluidos. Este processo ocorre através de uma superfície condutora no caso de calor ou uma membrana parcialmente permeável no caso de troca química. Nas trocas contracorrentes, os fluidos doador e receptor sempre fluem em direções opostas, uma característica que dá ao processo sua eficácia e seu nome. A troca de contracorrente é encontrada em muitos sistemas biológicos, como rins de mamíferos, pulmões de pássaros e guelras de peixes, e é um sistema químico industrial e de transferência de calor comumente usado. Um sistema semelhante é o processo de troca concorrente que é menos eficaz e apresenta transferências entre fluidos fluindo na mesma direção.
A troca de energia térmica ou de substâncias em suspensão entre fluidos em movimento é um fenômeno comum tanto na natureza quanto na indústria. Essas trocas de fluxo de corrente podem ser divididas em dois grupos: concorrentes e contracorrentes. Ambos envolvem a troca de calor ou substâncias químicas suspensas entre fluidos que fluem em vasos adjacentes, seja através de superfícies condutoras ou membranas semipermeáveis, respectivamente. À medida que os fluidos fluem através de suas áreas compartilhadas, o calor e os produtos químicos fluem naturalmente das áreas de alta para baixa concentração até que o equilíbrio seja alcançado. É esta característica da transferência elementar que torna o método de troca a montante o mais eficiente dos dois.
O processo de transferência de oxigênio nas brânquias de um peixe é um bom exemplo dos benefícios da troca em contracorrente. À medida que o sangue pobre em oxigênio encontra um fluxo oposto de água rica em oxigênio, o oxigênio começa a se difundir da água para a corrente sanguínea. Isso faz com que a concentração de oxigênio na água diminua e a do sangue aumente. Devido ao fato de que as direções do fluxo são opostas, o sangue sempre fluirá sobre a água com maior concentração de oxigênio e a troca continuará até que os fluxos se diverjam. No entanto, em fluxos concorrentes, os dois fluidos fluem na mesma direção e a razão entre as concentrações atinge rapidamente o equilíbrio, interrompendo efetivamente a troca.
Isso significa que, ao contrário da variante simultânea, os sistemas de troca em contracorrente continuam a transferir o item relevante por toda a área de troca para maior eficiência. Essa eficiência geralmente permite valores de transferência de 100% com a corrente receptora saindo do sistema com a mesma concentração de calor ou produtos químicos da corrente doadora. O mesmo não pode ser dito para negociações simultâneas, porém, com valores médios de transferência na casa dos 50%. Isso torna o método de troca de contracorrente apropriado para processos industriais, como troca de calor regenerativa e métodos de transferência biológica, incluindo funções renais e pulmonares.