الانقلاب الحراري أو الانعكاس الحراري في علم الأرصاد الجوية هو حدوث تغير وانزياح في تدرج درجات حرارة طبقات الجو بالنسبة للارتفاع. عادة ما يرتفع الهواء الساخن إلى طبقات الجو العليا، ولكن الانقلاب الحراري يحدث عند وجود طبقات من الهواء الساخن على تماس مباشر مع طبقة هواء باردة كثيفة وقريبة من سطح الأرض.
تشكل ظاهرة الانقلاب الحراري ما يشبه حاجزاً حرارياً لحركات الحمل الحراري داخل الهواء الجوي. عند انهيار هذا الحاجز الحراري يحدث هناك تماس مباشر بين طبقات الهواء الساخنة والباردة مما يؤدي في بعض الأحيان إلى حدوث عواصف رعدية، وإلى هطول مطر متجمد في المناخات الباردة.
يمكن أن يؤدي الانقلاب الحراري إلى حدوث تلوث في الهواء، وخاصة عند وجود ضبخان، حيث يمكن أن يحتجز بشكل قريب من سطح الأرض، مما قد يسبب أضرار في الصحة العامة.