Karstuma viļņi ir laika periodi, kad laiks ir ievērojami siltāks, nekā tas ir ierasts sezonā un parastajā klimatā. Neraugoties uz atšķirībām uzskatos par to, kas tieši veido šāda veida laika apstākļus, daudzas vietas visā pasaulē regulāri ziņo, ka kādā kalendārā gada brīdī piedzīvo karstuma vilni. Dažās vietās karstuma vilnis ir izplatīta parādība, kas notiek vasaras mēnešos, lai gan šāda veida laika apstākļi neaprobežojas tikai ar noteiktu sezonu.
Lai gan karsta laika apstākļu kvalificēšana kā karstuma vilnis dažādās vietās ir atšķirīgs, ir daži pamata fakti par karstuma viļņiem, kas, šķiet, attiecas gandrīz visur. Pirmkārt, laiks ir ievērojami siltāks, nekā tiek uzskatīts par parasto gadalaikam un klimatam. Otrkārt, neparastie laikapstākļi turpinās kādu laiku, kas tiek uzskatīts par pietiekamu, lai to uzskatītu par noteiktu fāzi. Visbeidzot, laikapstākļi, visticamāk, radīs paaugstinātu risku cilvēkiem, dzīvniekiem un var radīt papildu slodzi barošanas blokiem.
Kopumā galvenais karstuma viļņu cēlonis ir saistīts ar strūklas straumes novietojumu apgabalā, kur atmosfērā ir ievērojams augsts spiediens. Gaiss, kas atrodas vienā strūklas straumes pusē, visticamāk, būs daudz siltāks nekā pretējā pusē. Tajā pašā laikā, ja augstākajam spiedienam reģionā ir raksturīgs gandrīz bez mākoņu segas vai nokrišņiem, gaiss un augšējais zemes līmenis tiek uzkarsēts līdz temperatūrai, kas pārsniedz šim gadalaikam normālo diapazonu. Kamēr mākoņu sega būs plāna un nebūs pietiekami daudz nokrišņu, lai atdzesētu gaisu un zemi, iespējams, veidosies karstuma vilnis.
Dažādas vietas visā pasaulē nosaka, ka karstuma vilnis ilgst noteiktu laika periodu. Dažās vietās laikapstākļiem ir jāsaglabājas vismaz trīs kalendārās dienas, lai parādība tiktu klasificēta kā vilnis. Citās vietās pietiek ar neparasti silta laika periodu, kas ir divdesmit četras stundas pēc kārtas.
Pastāv briesmas, kas saistītas ar karstuma viļņa rašanos. Dehidratācija var rasties arī tad, ja ilgstoša karstuma viļņa laikā netiek ievērots pietiekams daudzums šķidruma. Stāvoklis var izraisīt karstuma izsīkumu vai karstuma dūrienu. Papildu slodze uz barošanas blokiem, jo cilvēki cenšas palikt komfortabli ar gaisa kondicionētāju, var izraisīt strāvas padeves pārtraukumus dažādos elektrotīkla punktos. Karstuma viļņa laikā ir svarīgi pārbaudīt gados vecākus radiniekus un kaimiņus, nodrošināt mājdzīvniekiem ēnu un daudz ūdens, kā arī vispār atrast veidus, kā nodrošināt pareizu ķermeņa hidratāciju.
Tas, kas tiek uzskatīts par karstuma vilni vienā vietā konkrētajā sezonā, var nebūt uzskatāms par neparastu parādību citā pasaules daļā. Piemēram, augsta temperatūra ar pārmērīgu mitrumu jūlijā var tikt uzskatīta par neparastu Amerikas Savienoto Valstu Jaunanglijas apgabalā, bet tā būtu normāla parādība dziļajos dienvidos tajā pašā laika posmā.