Un tube à choc est un tube dans lequel est produite une onde de choc plane, susceptible d'élever brutalement la température et la pression d'un gaz. Une membrane sépare les deux compartiments d'un tube à choc : dans le compartiment dit basse pression se trouve le gaz à étudier, dans le compartiment dit haute pression on introduit un gaz "moteur" qui est généralement de l'hélium. Après rupture brutale de la membrane, le gaz moteur se détend rapidement vers la partie basse pression et joue le rôle d'un piston accéléré, ce qui a pour effet de porter instantanément le gaz à étudier à hautes température et pression. Il y a ainsi formation d'une onde de compression qui se propage en s'accélérant dans le gaz à étudier. Elle se transforme, après une distance égale à quelques diamètres de tube, en une surface de discontinuité appelée "onde de choc incidente", séparant les gaz frais des gaz choqués. Pendant ce temps, des ondes de détente se propagent en sens opposé dans le gaz moteur.
Lorsque les effets de viscosité et de conductivité thermique sont négligeables et dès qu'un régime stable est établi, l'onde de choc incidente progresse dans le gaz à étudier à vitesse supersonique, tandis que la "surface de contact" qui sépare le gaz moteur du gaz choqué se propage à vitesse subsonique. L'onde incidente se réfléchit à l'extrémité du tube à choc. Cette "onde de choc réfléchie" se propage dans le gaz préalablement chauffé par l'onde incidente, le portant à température et pression encore plus élevées. Les paramètres du gaz choqué par les ondes incidente et réfléchie peuvent être calculés à partir des conditions initiales du gaz à étudier et à partir de la mesure de la célérité de l'onde incidente.
Les températures et pressions atteintes dans un tube à choc peuvent être très élevées (plusieurs milliers de K et plusieurs milliers de kPa). Leurs valeurs dépendent des conditions initiales du gaz moteur et du rapport de pression de part et d'autre de la membrane au moment du choc. L'élévation de température et de pression se fait en des temps très courts, très inférieurs à la microseconde, et généralement de façon adiabatique. Le niveau de température et de pression élevées se maintient pendant plusieurs centaines de microsecondes.
Le premier tube à choc fut mis au point par Paul Vieille en 1899. Depuis lors de nombreuses recherches et applications ont été effectuées dans différents domaines : cinétique à haute température (où les réactions se font en l'absence d'effet de paroi), initiation de détonations, physique (pour la conversion d'une forme d'énergie en une autre, pour l'étude de molécules excitées et de leur relaxation, pour l'étude des plasmas...), astrophysique (pour l'étude à très haute température des bandes d'absorption ou d'émission des étoiles...).