大型锅炉的热效率并非固定数值，而是受燃料种类、锅炉型式、运行负荷、排烟温度、给水温度及辅机配置等多重因素影响。通常而言，现代大型燃煤电站锅炉的设计热效率多在90%至94%之间，部分超超临界参数机组配合低温省煤器、烟气余热回收后，热效率可接近95%。大型燃气锅炉因燃料清洁、燃烧充分，热效率普遍更高，常规设计值在92%至96%，采用冷凝技术后低位热效率甚至可超过100%，高位热效率也能达到96%以上。大型生物质锅炉和燃油锅炉热效率略低，一般在85%至90%左右，主要受燃料水分、灰分及排烟热损失制约。
从锅炉容量角度看，蒸发量越大，单位散热损失相对越小，热效率通常越高。例如75吨每小时以下的中型工业锅炉热效率多在80%至88%，而300兆瓦及以上等级的大型电站锅炉，由于炉膛容积大、燃烧组织更充分，配合完善的受热面布置和尾部烟气处理系统，热效率显著提升。大型循环流化床锅炉因低温燃烧和炉内脱硫特点，热效率一般在88%至92%，虽然略低于煤粉炉，但燃料适应性更广。
影响大型锅炉热效率的主要损失包括排烟热损失、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、散热损失和灰渣物理热损失。其中排烟热损失占比最大，通常每降低排烟温度15至20摄氏度，锅炉热效率可提高约1个百分点。因此大型锅炉普遍配置空气预热器、省煤器，部分还加装低温省煤器或烟气冷却器，将排烟温度控制在120至140摄氏度甚至更低。过量空气系数也直接影响热效率，过大增加排烟损失，过小则导致燃烧不完全，大型锅炉一般将炉膛出口过量空气系数控制在1.15至1.25之间。
运行负荷对热效率的影响同样显著。大型锅炉在额定负荷附近运行时热效率最高，低负荷时因燃烧稳定性下降、过量空气系数增大、散热损失占比上升，热效率可能下降2至4个百分点。因此保持锅炉在经济负荷区间运行，配合吹灰优化、受热面清洁、给水温度提升等措施，是维持高热效率的关键。综合来看，大型锅炉热效率的合理评价应基于设计燃料、额定参数和实际运行工况，不能简单以单一数值一概而论。