熱鍵合是玻璃芯片鍵合中最常用的一種方法。

       含二氧化硅材料之間的熱鍵合也稱為硅熔鍵合。將貼合在一起的基片放在高溫爐中加熱到500-1000℃后退火，界面上發生化學反應，使兩塊基片牢固地鍵合在一起：

       其反應式為   Si-O-H…H-O-Si → Si-O-Si + H2O        

玻璃和石英材質的微流控芯片一般使用熱鍵合方法封合。

高溫鍵合方法是:將加工好的基片和相同材質的蓋片洗凈烘干，對齊緊貼后平放在高溫爐中，在基片和蓋片上下方各放一塊拋光過的石墨板，在上面的石墨板上再壓一塊重0.5Kg的不銹鋼塊，在高溫爐中加熱鍵合。玻璃芯片鍵合時，高溫爐升溫速度為10℃/min，在620℃時保溫3.5h，再以10℃/min的速率降溫。玻璃芯片鍵合溫度通常在500--620℃，石英芯片則高達1000℃以上。（源自Mathies研究小組）

但該法還存在操作復雜，成品率低的局限性。而且因為在表面加壓塊，使芯片外表面的光潔度和平整度受損，有時還會導致內部通道塌陷。此外芯片鍵合對工作環境潔凈度的要求也較高，一般都需要在超凈環境下進行。

熱鍵合的缺點：

       不能用于裝有溫度敏感試劑、電極和波導管的芯片，也不能用于熱膨脹系數不同的材料；熱可能發生的通道的變形、塌陷等問題。