蒸汽机车的锅炉是整套动力系统的核心热源装置，承担着将化学能转化为蒸汽热能的关键作用，是驱动蒸汽机车运行的动力源头。从功能定位来看，它本质是一套高压密闭式热交换设备，通过燃料燃烧释放的热量将炉内存储的软化水加热为高温高压饱和蒸汽，再将蒸汽输送至汽缸推动活塞往复运动，最终通过连杆机构带动车轮转动，实现机车的牵引行驶。
从构造组成来看，点燃蒸汽机车的锅炉主要由炉床、火箱、锅胴、烟箱四大核心部分构成。其中炉床是承载燃料的基础结构，传统蒸汽机车多采用机械炉排结构，可均匀铺设煤炭等固体燃料，同时通过炉排缝隙为燃烧提供充足的一次进风；火箱是燃料燃烧的核心腔室，四周由锅炉水套包裹，燃烧产生的高温火焰直接与水套壁接触完成初步热交换，火箱内部还设置有拱砖管、挡火板等结构，可延长火焰停留路径，提升燃烧效率；锅胴是锅炉存储软化水和蒸汽的主体密闭腔体，内部排布有密集的大烟管、小烟管，火箱内燃烧产生的高温烟气会顺着烟管流向烟箱，过程中持续通过管壁将热量传递给锅胴内的炉水，让炉水逐步升温汽化；烟箱位于锅炉前端，除了汇集烟气通过烟囱排出之外，还集成了通风装置，利用烟气排出形成的负压引导外界空气持续进入火箱，为燃料持续燃烧提供充足氧气，保障燃烧过程稳定。
不同于普通常压锅炉，蒸汽机车的锅炉属于高压特种设备，运行时内部蒸汽压力通常可达15-20个大气压，因此对结构强度、密封性都有极高要求，同时配套有水位计、安全阀、压力表等安全附件，避免出现超压、缺水等安全隐患。早期蒸汽机车锅炉多以优质煤炭作为核心燃料，部分特种机型也曾使用燃油、木材作为燃料，燃料在火箱内被点燃后，整套热交换系统会持续稳定输出高压蒸汽，为机车提供源源不断的行驶动力。