鍋爐的工作包括三個過程，燃料的燃燒、煙氣向水的傳熱過程和水的汽化過程，這三個過程在鍋爐中同時進行。
1、 燃料的燃燒過程
不同的燃燒方式其燃燒狀況有所不同。以鏈條爐排鍋爐為例，其燃燒設備為鏈條爐排。燃料在加煤斗中借自重下落到爐排面上，爐排借電動機通過變速齒輪箱減速后由鏈輪來帶動，鏈條爐排猶如運輸機，將燃料源源不斷的帶入爐內。燃料在爐排上一面燃燒，一面向后移動；燃料燃燒所需的空氣由鼓風機通過風道及爐排下部的風倉，向上穿過爐排到達燃料層，進行燃燒，形成高溫煙氣。燃料最后燒成灰渣，在爐排末端翻過除渣板（俗稱老鷹鐵）后排出，這整個過程稱為燃燒過程。當然，為了鍋爐燃燒的持續進行，需要連續不斷地供應燃料、空氣和排出煙氣、灰渣，為了環保的要求，還須對煙氣進行除塵處理，為此，需配置鼓風機、引風機、運煤出渣設備及消煙除塵設備。
2、 煙氣向工質（水、汽、導熱油等）的傳熱過程
由于燃料的燃燒放熱，爐內溫度很高。在爐膛的四周墻面上，都布置一排水管，俗稱水冷壁管。高溫煙氣與水冷壁進行強里的輻射換熱，將熱量傳遞給管內工質。繼而煙氣受引風機、煙囪的引力而向爐膛上方流動。煙氣出煙窗（爐膛出口）并掠過防渣管后，就沖刷蒸汽過熱器----一組垂直放置的蛇形管受熱面，使鍋（汽包與水冷壁）中產生的飽和蒸汽在其中受煙氣加熱而得到過熱。尾部煙道內依次布置省煤器及空氣預熱器。經多級傳熱后的煙氣最后排出鍋爐。
3、 水的汽化過程
水的汽化過程也是蒸汽的產生過程，其主要包括水循環和汽水分離過程。經過水處理的鍋爐給水由給水泵加壓，先經過省煤器而得到預熱，然后進入汽包。
鍋爐工作時，汽包中的工質是處于飽和狀態下的汽水混合物。位于煙溫較低區段的對流管束，因受熱較弱，汽水混合物的比重較大；而位于煙氣高溫區的水冷壁和對流管束由于受熱較強，相應地汽水混合物的比重較小；從而比重大的汽水混合物則往下流入下鍋筒，比重小的汽水混合物則往上流入上鍋筒，這就形成了鍋內的自然循環。此外，為了更有效地組織水循環和進行流量分配的需要，一般還設有置于爐墻外的不受熱的下降管，借以將工質引如水冷壁的下集箱，而通過上集箱上的汽水引出管將汽水混合物引入上鍋筒。
借助上鍋筒內裝設的汽水分離裝置，以及在鍋筒本身空間的重力分離作用，使汽水混合物得到了分離；若有過熱器，則蒸汽在上鍋筒頂部引出后進入蒸汽過熱器中，而分離下來的飽和水仍回落到上鍋筒下半部的水空間。汽包中的水循環，也保證了與高溫煙氣相接觸的金屬受熱面得以冷卻而不會燒壞，是鍋爐長期安全可靠運行的必要條件。而汽水混合物的分離設備則是保證蒸汽品質和蒸汽過熱器可靠工作的必要設備。