En la condensación gota a gota, el líquido condensado se acumula en forma de innumerables gotitas de diámetros variables sobre la superficie de condensación, en lugar de formar una película continua, y no humedece la superficie sólida que se está enfriando. Las gotitas se desarrollan en puntos de imperfecciones de la superficie (picaduras, rasguños), llamados sitios de nucleación, y aumentan de tamaño a medida que se condensa más vapor en su superficie expuesta. Cuando el tamaño de las gotitas es grande, llega un momento en que la gotita se desprende de la superficie y golpea a otras gotitas y las arrastra corriente abajo. La gotita en movimiento devora las gotitas de tamaño más pequeño. La condensación gota a gota es uno de los mecanismos más eficaces de transferencia de calor y con este mecanismo se pueden lograr coeficientes de transferencia de calor extremadamente altos . En la condensación gota a gota, no hay una película de líquido que resista la transferencia de calor y, como resultado, se pueden lograr coeficientes de transferencia de calor más de 10 veces mayores que los asociados con la condensación de película, aunque es más común que sean de 3 a 5 veces mayores. Los coeficientes de transferencia de calor son grandes, por lo que los diseñadores pueden lograr una tasa de transferencia de calor específica con una superficie más pequeña y, por lo tanto, un condensador más pequeño y menos costoso.
La condensación gota a gota se logra añadiendo un promotor químico al vapor y/o superficies rugosas y recubiertas con impurezas hidrófobas como ácidos grasos y compuestos orgánicos, conocidos como promotores gota a gota. La condensación gota a gota se provoca artificialmente con la ayuda de siliconas, teflón , una variedad de ceras y ácidos grasos. Estos promotores se utilizan para promover la condensación gota a gota, pero la mayoría de los promotores son muy inestables y pierden su eficacia con el tiempo debido a la oxidación, la suciedad y la eliminación del promotor de la superficie. La condensación gota a gota se puede mantener durante mucho tiempo mediante los efectos combinados del recubrimiento de la superficie y la inyección periódica del promotor en el vapor. Cuando las superficies gota a gota se degradan, se convierten en condensación película. Por lo tanto, la mayoría de los condensadores están diseñados asumiendo que la condensación película se producirá en la superficie con el tiempo. La condensación gota a gota es útil en intercambiadores de calor de centrales eléctricas, desalinización térmica, superficies autolimpiantes y calefacción y aire acondicionado.
La cantidad total de transferencia de calor a través de una sola gota es una función de su radio y de la distribución del tamaño sobre la superficie de condensación. Los factores importantes que intervienen en el mecanismo de transferencia de calor a través de una sola gota son: