笔记本电脑的功耗与发热正随着CPU和GPU性能的增强而变高。为维持系统稳定的运作，基于有限的散热空间以及快速散热的现实需求，笔记本电脑的散热方案一般以组合的形式呈现，散热模组是当代电子产品最主要的散热方式。散热模组(Thermal Module)，是运用于系统/装置/设备等散热用途的模组单元，早期专指笔记本电脑的散热装置，而后期被普及应用至热导管的PC电脑及投影机等设备的散热装置。基于笔记本电脑内部空间结构，散热方案通过将散热片、热管、风扇等组件以恰当的设计进行组合，通过散热组件的复合性，组件之间相互配合协助，提高电子产品导热散热的能力并保证散热效果的稳定性。
笔记本散热模组的设备近年成为了各大厂商宣传的重点之一，笔记本电脑的核心温度取决于散热模组，而散热模组的散热性能则取决于它的结构。这些结构主要包括散热底座、热管、散热鳍片、散热风扇等物件。当电脑CPU运行时，其运行产生的热量被传递至散热板上，并通过热管传输至散热风扇附近，利用散热风扇转动所形成的空气对流将热量散发至机体外部。因为笔记本电脑体积的限制性以及组件散热边际效应的存在，一味增加散热模组中各大组件的数量并不能无限放大散热效果，因此，需要对自身发热量以及散热材料特性进行全面了解，进行综合设计。
散热鳍片，简称散热片，是直接与CPU接触的介质，直接吸收热量。因为不同金属有不同的特性，散热鳍片的材质对于散热效果有不同影响。如，铝制鳍片的成本低，散热效果较好，而铜制鳍片导热更快。考虑到铝制鳍片需要达到一定规模体积且需要一定数量热管才能完全发挥作用，在笔记本电脑中，铜制鳍片会更为合适。另外，散热鳍片的表面积大小也会影响最终的散热效果，表面积越大，散热效果越好；表面积越小，散热效果就越差。热管，一种被广泛应用的传热元件，是热传递效率最高的热导体，通常由管壳、吸液芯和工质组成，分为蒸发段、绝热段和冷凝段三部分。热管通过在全封闭管壳内工质的蒸发与冷凝来进行热量的传递，热量传递效率高、速度快。
对热管散热效率有关的因素，是热管的直径、数量、长度、弯曲程度以及扁平程度。一般来说铜管越扁，热对流越慢，导热性能越差。2根热管足以应对大部分不超频家用以及办公电脑CPU满负荷的发热量，高端CPU则需要配备4~8根导热铜管。
综合而言，热管从芯片到鳍片的距离越短、直径越粗、弯折次数越少、弯折角度越小、数量越多，散热性能越好。
散热风扇在散热系统中属于主动散热的类型，笔记本电脑的散热风扇在运转时可以制造出强对流，将其他散热组件传输出来的热量通过空气带走。散热风扇的转速越高，风量越大，目前笔记本电脑常用的风扇类型有轴向型风扇和辐射型风扇（离心鼓风机）。
轴向型风扇气流方向笔记本散热模组不同的组合以及设计都会对笔记本散热效率造成影响，因此不能单纯参考某一个参数对其散热性能下结论。除这些重要的散热组件外，笔记本电脑的散热孔设计、机身金属选择等都是笔记本电脑散热需要注意的相关问题。
散热的最终效果除散热方案的组合外，还需要考虑散热部件的热阻值。
热阻原理以及原理图热阻值表示热量在传输过程中受到的阻力，是用以评估散热器性能的常用方法，散热效能的检测是散热器产品研发、制造、品质管理等环节中不可或缺的重要过程。
热阻值表示热量在传输过程中受到的阻力，是用以评估散热器性能的常用方法，散热效能的检测是散热器产品研发、制造、品质管理等环节中不可或缺的重要过程。
