Температу́рная инве́рсия фаз, процесс, протекающий в дисперсных системах, основанный на специфическом свойстве некоторых поверхностно-активных веществ (ПАВ) менять свою растворимость в водной и масляной фазах в зависимости от температуры.

К веществам, способным обеспечивать температурную инверсию фаз, относятся этоксилированные неионогенные ПАВ.  В зависимости от температуры в них происходит изменение гидрофильно-липофильных свойств, растворимости в водной и масляной фазах и значений гидрофильно-липофильного баланса. Это приводит к изгибанию монослоёв ПАВ и изменению типа образуемой эмульсии («вода-в-масле» или «масло-в-воде»). Это происходит из-за того, что при низких температурах (ниже температуры инверсии фаз) этоксилированные ПАВ склонны к связыванию полярных групп с молекулами воды (гидратации). Они становятся более растворимыми в ней и проявляют гидрофильные свойства. Гидратированные полярные группы занимают гораздо больше места, чем гидрофобные части молекул, поэтому монослой ПАВ изгибается и происходит образование прямой эмульсии «масло-в-воде». При повышении температуры связи между молекулами воды и полярными группами ПАВ разрываются. В результате этого площадь, занимаемая полярными «головами» молекул ПАВ, становится меньше чем у углеводородных гидрофобных «хвостов». Повышается растворимость в масляной фазе, что способствует образованию обратной эмульсии. Если использовать ПАВ для получения такой эмульсии типа «вода-в-масле» при повышенных температурах, то при последующем охлаждении будет происходить инверсия фаз, приводящая к образованию прямой эмульсии типа «масло-в-воде».

При промежуточной температуре, называемой температурой гидрофильно-липофильного баланса, кривизна монослоя ПАВ становится нулевой или почти нулевой и образуются бинепрерывные эмульсии и жидкие кристаллы. Достигается чрезвычайно низкое межфазное натяжение. С одной стороны это способствует эмульгированию, но с другой – коалесценция капель происходит очень быстро, поэтому при температуре гидрофильно-липофильного баланса системы крайне нестабильны. Для получения устойчивых эмульсий их нагревают до температуры, близкой к температуре гидрофильно-липофильного баланса (инверсии фаз), после чего её резко меняют не менее, чем на 20 ⁰С. При этом происходит быстрая миграция молекул одной фазы в другую и самопроизвольное образование мелких капель благодаря увеличению межфазной поверхности и создаваемому турбулентному межфазному потоку. Стабильные эмульсии «масло-в-воде» образуются при резком охлаждении на более чем 20 ⁰С ниже температуры инверсии фаз. Для образования обратных эмульсий «вода-в-масле» необходим резкий нагрев на более чем 20 ⁰С выше критической температуры.

Метод температурной инверсии фаз относится к низкоэнергетическим и считается перспективным для получения таких систем, как наноэмульсии, липидные нанокапсулы, твёрдые липидные наночастицы и прочие, поскольку не требует применения сложного технологического оборудования, обеспечения высокого давления, ультразвуковой, микроволновой обработки, сверхкритических технологий. Это позволяет использовать его при работе с веществами, чувствительными к данным видам воздействий.