החלפה חמה (מאנגלית "Hot Swap" או "Hot Plugging") היא החלפה של רכיבים בתוך מערכת מסוימת, בזמן שהמערכת פועלת, וללא הפרעה משמעותית לפעולות המערכת שלא תלויות ברכיב המוחלף. דוגמה מוכרת ליכולת להחלפה חמה היא חיבור וניתוק אמצעי USB ממחשב - מבלי לבצע אתחול למחשב כולו.

החלפה חמה שימושית במיוחד כאשר יש צורך לבצע שינויים בתצורת המערכת - בזמן שהיא פועלת ומבלי להפריע לשאר פעולתה. הסיבות לכך יכולות להיות:

• צורך בפעולת תחזוקה, תיקון או הרחבה במערכת פועלת
• הימנעות מתהליכי הכיבוי וההדלקה של המערכת (אשר במערכות מורכבות יכולים להיות ארוכים ומסובכים)
• עיסוק במערכות אשר חיוני שיפעלו ללא הפסקה - ולא ניתן לכבותן

מערכת עם יכולת החלפה חמה, יכולה להיות מתוכננת מראש עם יכולת לשמר את פעולתה גם בזמן החלפה חמה, בין אם באמצעות יתירות של רכיבים או העברת תפקודים לרכיבים אחרים. לדוגמה, מערכי RAID מאפשרים החלפה חמה של דיסק קשיח שהתקלקל, והכנסה של כונן חדש במקומו - וזאת מבלי להפריע לפעולת המחשב. הכונן החדש יתחיל להיות חלק מה-RAID בצורה אוטומטית, או על פי פקודה של המפעיל. דוגמה נוספת היא מערכות שיש להן ספקי כוח מודולריים הניתנים להחלפה חמה. במערכות אלו, ניתן לנתק את אחד מספקי הכוח ולהחליפו בספק אחר, ובזמן ההחלפה המערכת תפעל באמצעות ספק כוח אחר, אשר מספק את כל צורכי המערכת. כאמור, מערכות עם יכולת החלפה חמה, צריכות להיות מתוכננות לכך מראש, ולתמוך בכל השלבים של ההוצאה וההכנסה של הרכיב המוחלף, ואין הכרח שהמערכת תתמוך ביכולת החלפה חמה לכלל מרכיביה.