Thermopneumatische Ventile können in die Gruppe der thermisch betätigten Ventile, wie beispielsweise Bimetallventile und Ventile mit Formgedächtnislegierungen eingeordnet werden und stellen eine Nischenlösung dar, die vorwiegend ihren Einsatz in der Mikropneumatik findet.

Thermopneumatische Ventile sind Schaltelemente, die pneumatische Funktionen durch gezielte Temperaturänderungen steuern. Anstatt mechanischer oder elektromagnetischer Aktoren beruht das Grundprinzip auf der thermischen Expansion eines Mediums, meistens Luft oder ein anderes Gas, das in einer Kavität oder einer Mikroblase eingeschlossen ist. Wird dieses erwärmt, steigt der Druck und bewegt eine flexible Membran, die einen Mikrokanal öffnet oder schließt, in dem ein Ventilsitz verschlossen oder geöffnet wird oder ein Kanal abgesperrt oder freigegeben wird. Beim Abkühlen kehrt die Membran wieder in ihre Ausgangsposition zurück.

Dieses Prinzip eignet sich besonders für mikrofluidische und mikropneumatische Systeme, da es keine beweglichen Makroteile benötigt und sich gut in planare Chips integrieren lässt.

Zu den weiteren Vorteilen gehören die einfache Konstruktion, die geringen Herstellkosten, die gute Miniaturisierbarkeit und die erreichbaren Kräfte und Hübe.

Nachteile sind die vergleichsweise langsame Reaktionszeit aufgrund der thermischen Trägheit sowie mögliche Materialbelastungen durch zyklisches Erwärmen und ein hoher Energieverbrauch.

Trotzdem sind thermopneumatische Ventile eine bewährte Lösung für kompakte, kostengünstige Mikro- und Niederdrucksysteme.