在現代火電廠中，燃料的化學能轉變為電能是在復雜熱力循環的基礎上完成的，這種循環使發電廠的熱經濟性得到了很大的提高。

通常將燃料運至電廠，經輸送加工后，送入鍋爐進行燃燒，使燃料中的化學能轉變為熱能并傳遞給鍋爐中的水，使水變成高溫高壓的蒸汽，通過管道將壓力和溫度都較高的過熱蒸汽送人汽輪機，推動汽輪機旋轉作功，蒸汽參數則迅速降低，排入凝汽器。在這一過程中，蒸汽的熱能轉變為汽輪機轉子旋轉的機械能。

發電機與汽輪機是用聯軸器相連一同旋轉的，汽輪機轉子的機械能，通過發電機轉變成電能。發電機產生的電能，經升壓變壓器后送人輸電線路提供給用戶。