高温过热器是锅炉蒸汽系统中工作温度最高的受热面部件，其安装位置直接关系到蒸汽温度、管壁安全与机组热效率。在电站锅炉和大型工业锅炉中，高温过热器通常布置在炉膛出口之后的水平烟道内，位于折焰角上方、后屏过热器之后或与后屏过热器交错布置，具体位置因锅炉容量、燃烧方式、蒸汽参数和制造厂设计习惯而有所差异。
对于自然循环汽包锅炉，高温过热器一般沿烟气流程布置在水平烟道的前段，处于炉膛出口高温烟气区域。烟气从炉膛出来后先经过屏式过热器或后屏过热器，再冲刷高温过热器。这样布置的目的是利用炉膛出口烟气温度仍然较高的特点，使蒸汽在高温过热器中获得足够的温升，达到设计的主蒸汽温度。高温过热器管束多采用顺列布置，悬挂在炉顶大梁上，管屏沿烟道宽度方向排列，蒸汽在管内流动，高温烟气在管外横向冲刷。
在超临界和超超临界直流锅炉中，高温过热器常布置在折焰角上方的水平烟道内，部分设计将高温过热器与高温再热器交错布置。由于直流锅炉没有汽包，蒸汽参数更高，高温过热器入口蒸汽温度已经较高，因此其位置选择更注重烟气温度场均匀性和管壁温度控制。有些大容量锅炉将高温过热器分为冷段和热段，冷段靠近炉膛出口，热段稍靠后，中间设置减温器，以便精确调节汽温。
高温过热器布置在水平烟道的原因主要有三点。第一，炉膛出口烟气温度通常在900℃至1100℃之间，足以将蒸汽加热到540℃甚至600℃以上，满足高参数锅炉要求。第二，水平烟道空间相对开阔，便于布置大面积的受热面管屏，同时有利于管束的吊挂和检修。第三，该区域烟气流动相对稳定，飞灰磨损相对较轻，有利于延长高温过热器使用寿命。不过，由于此处烟气温度高、热负荷大，高温过热器管壁容易超温，因此常选用耐热合金钢，如T91、T92、TP347H等材料，并在运行中严格控制汽温和壁温。
需要区分的是，高温过热器与屏式过热器不同。屏式过热器布置在炉膛上部或炉膛出口处，直接吸收炉内辐射热；而高温过热器主要布置在水平烟道内，以对流换热为主，同时吸收部分辐射热。低温过热器则通常布置在尾部竖井烟道中，烟气温度较低，主要起预热和初步过热作用。因此，在锅炉本体结构中，高温过热器的典型位置就是炉膛出口之后的水平烟道区域，这是判断和查找该部件的关键依据。