발전소 보일러의 작동 원리는 연료의 연소로부터 방출되는 열에너지를 이용하여 급수를 가열하여 지정된 매개변수와 품질 요구사항을 충족하는 충분한 양의 과열증기를 생산하는 것이다. 생산된 증기의 양은 보일러의 증발 용량이라고 하며 일반적으로 시간당 톤(t/h)으로 측정된다. 증기 매개변수는 주로 압력과 온도를 의미하며 각각 메가파스칼(MPa)과 섭씨(°C)로 표시된다. 증기 품질은 증기의 순도를 나타내며 일반적으로 불순물(주로 염분)의 함량으로 표시되는데, 염분 함량이 낮을수록 증기 품질이 높아진다.
보일러의 기본적인 운용 시스템은 연소 시스템과 증기-수 시스템이라는 두 가지 주요 부분으로 구성된다. 연소 시스템은 퍼니스 내에서 연료가 효율적으로 연소되고 열이 효과적으로 방출되도록 한다. 증기-수 시스템은 연료로부터 방출된 열을 흡수하여 물을 가열하고 증기를 생성하며, 궁극적으로 특정 매개변수를 갖는 과열증기를 생산한다. 이 시스템은 경제기, 증기드럼, 다운컴어, 헤더, 수벽, 과열기, 재과열기 및 연결 파이프와 밸브 등으로 구성된다.