חום סמוי, אנרגיה שנספגת או משתחררת על ידי חומר במהלך שינוי במצבו הפיזי (שלב) המתרחש מבלי לשנות את הטמפרטורה שלו. החום הסמוי הקשור להמסת מוצק או הקפאת נוזל נקרא חום האיחוי; הקשור לאידוי נוזל או מוצק או עיבוי אדים נקרא חום האידוי. החום הסמוי מתבטא בדרך כלל בכמות החום (ביחידות ג'ול או קלוריות) לכל שומה או מסת יחידה של החומר שעובר שינוי מצב.
לדוגמה, כשסיר מים ממשיך לרתיחה, הטמפרטורה נשארת על 100 מעלות צלזיוס עד שהטיפה האחרונה תתאדה, מכיוון שכל החום שנוסף לנוזל נספג כחום אידוי סמוי ומועבר על ידי מולקולות האדים הנמלטות. באופן דומה, בזמן שהקרח נמס, הוא נשאר על 0 ° C (32 מעלות צלזיוס), והמים הנוזלים הנוצרים עם חום האיחוי הסמוי הם גם הם על 0 ° C. חום האיחוי למים בטמפרטורה של 0 מעלות צלזיוס הוא כ 334 ג'ול (79.7 קלוריות) לגרם, וחום האידוי ב 100 מעלות צלזיוס הוא כ -2,230 ג'ול (533 קלוריות) לגרם. מכיוון שחום האידוי כה גדול, אדים נושאים אנרגיה תרמית רבה המשתחררת כאשר הם מתעבים, מה שהופך מים לנוזל עבודה מצוין למנועי חום.
חום סמוי נובע מהעבודה הנדרשת כדי להתגבר על הכוחות המחזיקים אטומים או מולקולות בחומר. המבנה הרגיל של מוצק גבישי נשמר על ידי כוחות משיכה בין האטומים האישיים שלו, המתנדנדים מעט סביב מיקומם הממוצע בסריג הגביש. ככל שהטמפרטורה עולה, תנועות אלה הופכות אלימות יותר ויותר עד שבנקודת ההיתוך הכוחות האטרקטיביים כבר לא מספיקים כדי לשמור על יציבות סריג הגביש. עם זאת, יש להוסיף חום נוסף (חום האיחוי הסמוי) (בטמפרטורה קבועה) על מנת להשיג את המעבר למצב הנוזלי הפרוע עוד יותר, בו החלקיקים האישיים אינם מוחזקים עוד בתנוחות סריג קבועות אלא הם חופשיים לנוע דרך הנוזל. נוזל שונה מגז בכך שכוחות המשיכה בין החלקיקים עדיין מספיקים בכדי לשמור על סדר טווח ארוך המספק את הנוזל בדרגה של לכידות. ככל שהטמפרטורה עולה עוד יותר, מגיעה לנקודת מעבר שנייה (נקודת הרתיחה) בה סדר הטווח הארוך הופך לא יציב ביחס לתנועות העצמאיות ברובן של החלקיקים בנפח גדול בהרבה שתופס אדי או גז. שוב יש להוסיף חום נוסף (חום האידוי הסמוי) כדי לשבור את סדר הנוזלים לטווח הארוך ולהשיג את המעבר למצב הגזי המופרע ברובו.
חום סמוי קשור בתהליכים שאינם שינויים בין שלבי המוצק, הנוזל והאדי של חומר יחיד. מוצקים רבים קיימים בשינויים גבישיים שונים, והמעברים בין אלה כוללים בדרך כלל קליטה או התפתחות של חום סמוי. תהליך המסת חומר אחד בחומר אחר כרוך לעתים קרובות בחום; אם תהליך הפיתרון הוא שינוי פיזי בהחלט, החום הוא חום סמוי. אולם לעיתים, התהליך מלווה בשינוי כימי, וחלק מהחום הוא הקשור לתגובה הכימית. ראה גם נמס.
