火力发电所用燃料以煤炭为最多，约占50%以上。根据统计资料，地球上的化石燃料也以煤炭为最多，约为7.6×10¹²吨，接近石油的70倍。中国的煤炭资源丰富，其中发电用煤约占12%。火力发电仍有巨大潜力。

按火力发电作用分，有单纯供电的和既发电又供热的（热电联产的热电厂）两类发电。按原动机分，主要有汽轮机发电、燃气轮机发电、柴油机发电（其他内燃机发电容量很小）。按所用燃料分，主要有燃煤发电、燃油发电、燃气（天然气）发电。还有垃圾发电、沼气发电，以及利用工业锅炉余热发电等。为了提高经济效益，降低发电成本，保护大城市和工业区的环境，火力发电应尽量在靠近燃料基地的地方进行，利用高压输电或超高压输电线路把强大电能输往负荷中心。热电联产方式发电则应在大城市和工业区实施。

火力发电的流程依所用原动机而异。在汽轮机发电方式中，基本流程是先将燃料送进锅炉，同时送入空气，锅炉注入经过化学处理的给水，利用燃料燃烧放出的热能使水变成高温、高压蒸汽，驱动汽轮机旋转做功而带动发电机发电（见图）。热电联产方式则是在利用原动机的排汽（或专门的抽汽）向工业生产或居民生活供热。在燃气轮机发电方式中，基本流程是用压气机将压缩过的空气压入燃烧室，与喷入的燃料混合雾化后进行燃烧，形成高温燃气进入燃气轮机膨胀做功，推动燃气轮机的叶片旋转并带动发电机发电。在柴油机发电中，基本流程是用喷油泵和喷油器将燃油高压喷入汽缸，形成雾状，与空气混合燃烧，推动柴油机旋转并带动发电机发电。

汽轮机发电的生产流程示意图

火力发电中，燃料蕴藏的能量只有一部分能转换为电能，其余的通过各种途径损耗掉，包括锅炉的损耗、汽轮机的损耗、排汽的损耗、发电机的损耗、管道系统的损耗等。20世纪80年代后，世界最好的火电厂也只能把40%左右的热能转换为电能，大型供热电厂的热能利用率也只能达到60%～70%。这种把热能转换为电能的百分比就是火电厂的发电效率。各类火电厂的发电效率见表。

根据火力发电的生产流程，其基本组成包括燃烧系统、汽水系统（燃气轮机发电和柴油机发电无此系统）、电气系统和控制系统。

火力发电过程中，排出大量烟气、灰渣，发出噪声等，都会对环境造成污染。因此，在选择火电厂的厂址时，应充分考虑火力发电引起的环境问题。一般规定，新建、扩建和改建的火电厂工程，在初步可行性研究阶段，应进行环境影响分析，提出环境影响报告书。在初步设计阶段，还应提出防治环境污染和有关工业卫生的设计文件。防治污染的设施应与主体工程同时设计、施工和投产。火电厂环境影响分析评价，一般分大气环境、水体、噪声和其他环境影响，如对土壤、生物和人体健康的影响等。对有超高压（330～765千伏）升压站和超高压输电线路出线的电厂，还应考虑电磁噪声和电晕对无线电、电视等的干扰以及出线走廊内线路下静电场对人体和其他设施的影响（电磁污染）。环境影响分析评价的具体内容，一般包括现状的调查和评价、污染产生的影响及防治措施等。