Der Transport von Teilchen durch eine strömende Flüssigkeit wird als Konvektion bezeichnet. Wenn wir die Diffusion für den Moment vernachlässigen, dann können wir den Teilchenfluss J_N = ^N/_AΔt durch eine Fläche A im Zeitintervall Δt aufgrund einer Strömung der Geschwindigkeit v berechnen.
Wir erhalten (N = c · V):

Diesen Fluss nennen wir Konvektionsfluss. Mit den gleichen Argumenten wie zuvor erhalten wir für die Konzentrationsänderung in einem Quader mit der Länge dx und dem Querschnitt A

Dabei haben wir angenommen, dass die Geschwindigkeit der Teilchen nicht vom Ort abhängt. Wenn Diffusion und Konvektion von gleicher Größenordnung sind, so ist die Gesamtänderung der Konzentration in einem Gebiet die Summe beider Beiträge. Die verallgemeinerte Diffusionsgleichung lautet daher
 

Eine weitere Möglichkeit, die in der Chemie natürlich von großer Bedeutung ist, besteht darin, dass sich die Konzentrationen aufgrund von chemischen Reaktionen verändern. Wenn wir diese Möglichkeit noch berücksichtigen, so erhalten wir eine Differentialgleichung, mit deren Hilfe wir die Eigenschaften von reagierenden, diffundierenden und strömenden Systemen beschreiben können. Sie ist die Grundlage des Reaktorbaus in der chemischen Industrie, beschreibt die Stoffströme in lebenden Zellen oder charakterisiert die Konzentration chemischer Spezies in der Erdatmosphäre.
 

Beispiele für Konvektion

• Die Erdatmosphäre und die Ozeane beziehungsweise Meere bilden ein gigantisches System freier Konvektion mit einem Zweiphasensystem Luft/Wasser, mit Verdampfung/Kondensation und Mischung/Entmischung (Wolken/Regen) sowie Wärmequellen (solar beheizte Flächen auf dem Festland und den Meeren) und -senken (der Sonne abgewandte Seite der Erde oder polnahe Regionen), Zirkulation (Golfstrom) usw. Großräumiger horizontaler Wärmetransport wird auch als Advektion bezeichnet.
• In der temperaturbedingten Dichteschichtung von Seen kommt es zu Zeiten der oberflächlichen Abkühlung (nachts und im Herbst) zu Konvektionsströmungen im Epilimnion, welche durch ihren Energiegehalt die oberen Schichten des Metalimnions einbeziehen können und so zu einer zunehmenden Mächtigkeit des durchmischten Bereichs führen, letztlich bis zum Grund des Sees ("Vollzirkulation").
• Im Inneren der Erde sind auch Feststoffe, in diesem Fall Gesteine, bedingt fließfähig und führen über einen langen Zeitraum hinweg zu Wärmetransportprozessen. Sowohl der Erdmantel als auch der äußere Erdkern bilden Konvektionssysteme planetarer Dimension. Im Erdmantel konvektiert das Gestein, das aufgrund der hohen Temperaturen auf geologischen Zeitskalen wie eine Flüssigkeit strömen kann (Festkörperkriechen). Man spricht von einer Mantelkonvektion durch die so genannten Plumes. Im äußeren Kern erzeugt die Konvektion der flüssigen Eisenlegierung das Erdmagnetfeld.

• Die Granulation der Sonnenoberfläche entsteht durch auf- und absteigende Gase in den äußeren Bereichen der Sonne. Heißeres und somit heller leuchtendes Material steigt in den Granulen auf, gibt Wärme als Strahlung ab und sinkt in den dunkleren Zonen zwischen den Granulen wieder ab. Im Gegensatz dazu sind die Sonnenflecken und Protuberanzen ein magnetisches Phänomen.

• Warmwasserheizung: luftseitig mit freier Konvektion mit Zirkulation, wasserseitig mit erzwungener Konvektion oder bei sehr einfachen Systemen mit freier Konvektion
• Solarturm, Aufwindkraftwerk: Gewinnung von elektrischer Energie aus freier Konvektionsströmung
• Segelflug: Flugenergie aus Aufwind, der so genannten Thermik, an geneigten solarbeheizten Erdoberflächen (z.B. Hänge).
• Kamin (Schornstein): stellt sicher, dass, solange das Feuer brennt, infolge des dadurch entstehenden Auftriebs die Verbrennungsabgase immer nach außen abgeführt werden und Frischluft heranströmt (Kamineffekt). Der Kamin muss so dimensioniert sein, dass trotz Wärmeabgabe an die Innenwand eine ausreichende Auftriebsströmung erhalten bleibt, was durch entsprechende Höhe und lichte Weite erreicht wird.
• Haartrocknung (Fön): erzwungene Konvektion mit Verdampfung (hier genauer: Verdunstung)
• Wäschetrocknung (Leine): wie Haartrocknung, jedoch freie Konvektion (Verdunstung kühlt, Luft strömt abwärts)
• Kühlung von Prozessoren: Zeigt die Leistungsdichte zur Abführung der Verlustleistung:

1. Leistungsklasse Intel 8086 bis Intel 80486/40: horizontal ausgerichtete glatte Oberfläche, freie Konvektion
2. ab Leistungsklasse Intel 80486/66: Kühlkörper mit vertikal durchströmten Oberflächen ohne Ventilator, freie Konvektion
3. Intel 80486/100, Intel Pentium: wie Intel 80486/66, jedoch mit zusätzlichem Ventilator, erzwungene Konvektion
4. div. neuere Prozessoren oder Großrechner: Wassergekühlt statt luftgekühlt, wegen der erhöhten spezifischen Wärmekapazität von Wasser begünstigter Wärmeübergang, erzwungene Konvektion

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