燃料（如轻油、天然气）通过燃烧器被雾化或与空气充分混合后，喷入炉胆内。

在炉胆这个密闭空间内，燃料被点燃并持续燃烧，产生温度极高的火焰和大量烟气（主要成分为二氧化碳、水蒸气、氮气等）。这是将燃料化学能转化为烟气热能的阶段。

燃烧产生的高温烟气在炉胆内上升，其蕴含的热量通过炉胆壁直接辐射和对流传递给锅壳内包围着炉胆的水。这是次主要的热量传递过程。

高温烟气上升到炉胆顶部后，由于结构设计（如回燃室），被迫180度折返向下流动。

折返后的高温烟气进入布置在锅壳上部的众多烟管（火管）中。

烟气在烟管内自下而上（或根据设计自上而下）流动，其热量通过烟管壁持续不断地传递给锅壳内包围着烟管的水。这是第二次、也是更为和主要的传热过程（传热面积更大）。烟气温度在此过程中逐渐降低。

经过烟管放热降温后的低温烟气终汇集到锅炉上部的烟箱，然后通过烟囱被排出到大气中。

锅炉内的水吸收来自炉胆壁和烟管壁传递过来的大量热量。

受热的水密度减小，在锅壳内自然上升（尤其在炉胆和烟管周围形成上升水流）；温度较低、密度较大的水则自然下沉补充（在锅壳边缘形成下降水流），形成自然的热力循环。

持续吸收热量的水温度不断升高，终在锅炉水空间的上部达到饱和温度并开始沸腾，产生蒸汽气泡。蒸汽气泡脱离水面，聚集在锅壳顶部的蒸汽空间内。

随着蒸汽不断产生，锅炉内压力升高。当压力达到设定值时，蒸汽即可通过主汽阀输送到用热设备。

蒸汽的产生会导致锅炉水位下降。水位控制系统自动或手动操作给水阀，将经过处理的补给水（软化水）打入锅炉下部，维持水位在安全操作范围内（通常在水位计中间位置），确保充分的水冷却受热面并产生蒸汽。

压力表持续监控内部压力，防止超压。

安全阀在压力超过高允许工作压力时自动起跳，释放蒸汽泄压，是防止爆炸的后屏障。

水位计是操作人员的“眼睛”，必须时刻保证水位可见且在安全范围，严防“缺水”和“满水”事故。定期排污则有助于清除水垢和杂质，维持传热效率和锅炉寿命。