锅炉作为能量转换的核心设备，整体运行依赖各部件的协同配合，其工作过程可按核心功能模块拆解分析。
燃烧系统是锅炉能量输入的核心，主要由燃烧器、炉膛、燃料供应装置组成。工作时，燃料（煤、天然气、燃油等）通过供应装置送入燃烧器，经雾化、配比空气后喷入炉膛，在高温环境下充分燃烧，将燃料中的化学能转化为热能，燃烧产生的高温烟气则携带热量进入后续换热环节，同时燃烧后的灰渣、烟气杂质通过排渣、除尘装置排出。
换热系统是锅炉能量传递的关键，包含汽包、水冷壁、过热器、省煤器等部件。炉膛内的高温烟气首先冲刷水冷壁，通过辐射换热将热量传递给管内的水，使水受热蒸发形成汽水混合物，随后混合物进入汽包进行汽水分离，分离出的饱和蒸汽若为过热锅炉，会继续进入过热器，被烟气进一步加热为具有更高温度和压力的过热蒸汽，而分离出的水则重新回到水冷壁循环。烟气在离开炉膛前，还会流经省煤器，利用剩余热量预热进入锅炉的给水，提升整体热效率。
水汽系统负责介质的循环与输送，由给水泵、循环泵、管道等组成。工作时，给水泵将经过处理的软化水升压后送入省煤器预热，再进入汽包参与汽水循环；对于强制循环锅炉，循环泵会推动水汽在水冷壁中快速流动，强化换热效果，最终产生的蒸汽通过主蒸汽管道输送至用汽设备，完成能量输出。
此外，锅炉的安全与调控系统保障运行稳定，包括安全阀、压力表、水位计、控制系统等，实时监测压力、水位、温度等参数，出现异常时及时触发保护动作，确保设备安全运行。