大型锅炉之所以比小型锅炉更省煤，核心在于燃烧效率、传热效率以及系统热损失控制三个方面的显著差异。首先，大型锅炉的炉膛容积大，燃料在炉内有更充足的停留时间，能够实现更完全的燃烧。小型锅炉由于炉膛空间有限，煤粉或煤块往往尚未燃尽就被烟气带走，造成固体未完全燃烧热损失。大型锅炉通常配备更精细的磨煤系统和配风系统，煤粉细度更均匀，过量空气系数控制更精准，使煤中的可燃成分与氧气充分接触，燃烧效率可达到99%以上，而小型锅炉往往只有85%至90%。这意味着同样的煤量，大型锅炉能释放出更多有效热量。
其次，大型锅炉的受热面布置更加充分合理。省煤器、过热器、再热器、空气预热器等尾部受热面面积大，能够深度回收烟气余热。排烟温度是影响锅炉效率的关键参数，大型锅炉通过多级省煤器和空气预热器，可将排烟温度降低到120℃至140℃左右，而小型锅炉排烟温度常常高达200℃以上。排烟温度每降低15℃至20℃，锅炉热效率大约可提高1个百分点。大型锅炉正是依靠庞大的尾部受热面，把烟气中原本会浪费掉的热量重新送回给水和助燃空气中，从而减少燃料消耗。
第三，大型锅炉的散热损失相对更小。锅炉散热损失与炉体外表面积和保温状况有关。虽然大型锅炉的绝对散热面积更大，但相对于其巨大的蒸发量或热功率而言，单位产汽量的散热比例反而更低。小型锅炉表面积与容量之比较大，热量通过炉墙向周围环境散失的比例更高。此外，大型锅炉普遍采用膜式水冷壁、全密封炉膛和优质保温材料，进一步降低了散热损失。
第四，大型锅炉的自动化控制水平更高。现代大型电站锅炉配备DCS分散控制系统，能够实时监测烟气含氧量、蒸汽温度、炉膛负压等参数，并自动调整给煤量、送风量和引风量，使锅炉始终运行在最佳工况附近。小型锅炉多依赖人工操作，配风与给煤难以精确匹配，容易出现空气过量或不足的情况，导致效率波动大、煤耗升高。
综合来看，大型锅炉通过提高燃烧完全程度、降低排烟热损失、减少散热损失以及实现精准运行控制，使每产生一吨蒸汽所消耗的标准煤量明显低于小型锅炉。这也是集中供热、热电联产和大容量发电机组逐步取代分散小锅炉的根本原因。在能源价格不断上涨和环保要求日益严格的背景下，大型锅炉的省煤特性不仅带来直接的经济效益，也减少了单位能源产出的污染物排放，具有重要的节能与环保意义。