L'échangeur enthalpique étend la récupération de chaleur classique en ajoutant le transfert d'humidité. Grâce à des membranes hygroscopiques ou des nids d'abeilles traités, la vapeur d'eau diffuse directement du flux d'air le plus humide vers le plus sec, sans condensat. En été, l'humidité est extraite de l'air entrant via l'air repris frais ; en hiver, l'humidité de l'air repris est transférée à l'air extérieur sec, réduisant significativement les besoins en humidification. Les échangeurs enthalpiques se présentent sous forme de plaques croisées ou de roues enthalpiques rotatives. Le rendement pour la chaleur et l'humidité est généralement de 65 à 85 %.