鍋爐運行時，同時進行三個過程，即燃料的燃燒過程，火焰和煙氣向爐水的傳熱過程，水的加熱、汽化和過熱過程。
二、燃料的燃燒過程
燃料的燃燒過程是指燃料在爐內壹定溫度下與空氣中的氧氣反應放出熱量的過程。燃燒過程是否完善是鍋爐正常運行的根本條件之壹。要保證良好的燃燒，就要有壹個高溫的環境，要滿足適量的空氣和良好的空燃混合的要求，要讓燃料在燃燒過程中有足夠的時間和空間。為了使鍋爐的燃燒穩定、連續地進行，燃料、空氣、煙氣和灰渣應連續不斷地供給。
第三，火焰和煙氣向爐水的傳熱過程
通過布置在爐膛內的水冷壁受熱面和布置在煙道內的對流受熱面將燃料燃燒後釋放的熱量傳遞給鍋爐水的過程。
傳熱過程主要通過輻射在爐內進行。在對流煙道中，由於煙氣溫度逐漸降低，煙氣向受熱面的放熱主要通過對流進行；在受熱面內部的金屬中，熱量主要以傳導的方式從高溫側傳遞到低溫側(水側)，然後被鍋爐水的流動和循環吸收。
轉換過程能否順利進行，直接影響到鍋爐運行的安全性和經濟性。當受熱面煙氣側積灰、積灰或受熱面水側結垢時，受熱面金屬壁溫會升高而過熱損壞，同時降低鍋爐熱效率，浪費燃料。
四、水的加熱、氣化和過熱過程
對於熱水鍋爐來說，是指鍋爐水從受熱面上的金屬吸收熱量，使水溫升高到所需水平，並從鍋爐出口輸出的過程。對於蒸汽鍋爐來說，是鍋爐水從受熱面上的金屬吸熱變成飽和水，然後變成汽水混合物，汽水在鍋爐內分離，從鍋爐出口作為清潔蒸汽輸出的過程。因此，對於蒸汽鍋爐，應在鍋筒內的蒸汽出口處安裝汽水分離裝置。對於有過熱器的鍋爐，還包括飽和蒸汽在過熱器中被加熱到過熱溫度的過程。