Prinsip kerja ketel pembangkit tenaga adalah menggunakan tenaga termal yang dilepaskan dari pembakaran bahan bakar untuk memanaskan air umpan, menghasilkan jumlah uap superpanas yang cukup sesuai dengan parameter dan keperluan kualitas yang ditentukan. Jumlah uap yang dihasilkan dikenal sebagai kapasitas penguapan ketel, biasanya diukur dalam ton per jam (t/j). Parameter uap utamanya merujuk pada tekanan dan suhu, dinyatakan dalam megapascal (MPa) dan derajat Celsius (°C), masing-masing. Kualitas uap merujuk pada kemurnian uap, biasanya ditunjukkan oleh jumlah kotoran (terutama garam) yang terkandung—semakin rendah kandungan garam, semakin tinggi kualitas uap.
Sistem operasi dasar ketel terdiri dari dua bagian utama: sistem pembakaran dan sistem uap-air. Sistem pembakaran memastikan pembakaran bahan bakar yang efisien di dalam tungku dan pelepasan panas yang efektif. Sistem uap-air menyerap panas yang dilepaskan oleh bahan bakar, memanaskan air, menghasilkan uap, dan akhirnya menghasilkan uap superpanas dengan parameter tertentu. Sistem ini terdiri dari komponen seperti pemanas ekonomis, drum uap, downcomers, headers, dinding air, superheater, dan reheater, bersama dengan pipa dan katup penghubung.