包括从发电机开始到升压站电力送出和从厂用电源开始到所有的用电设备的一次回路，以及相应的控制、测量、保护和安全自动装置等二次回路，提供交直流操作和重要用电设备电源的直流、交流不停电电源和柴油机保安电源系统，保证设备安全的过电压、接地和火灾消防报警系统，照明、电缆、通信等厂内公用设施。

在不同的设计阶段，火力发电厂电气系统的设计内容和深度有所不同。在初步可行性研究阶段，主要内容是配合电力系统研究出线条件、总体布置设想。在可行性研究阶段，主要内容是电气主接线、各电压出线回路数和方向、主要设备选择和布置及与电气专业有关的主要经济指标分析等。在初步设计阶段，主要内容是电气主接线、短路电流计算和设备选择、厂用电接线和电气主设备布置、直流电源系统、二次接线及继电保护自动装置、电气设备布置及电缆设施、过电压保护及接地、照明和检修回路、运动和通信、辅助车间电气设备及布置等。施工图阶段则深化全部电气系统的设计，提出满足施工和运行需要的图纸。

火力发电厂的电气设备主要有发电机引出线设备、变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、电动机、开关柜、蓄电池、充电装置及电力电缆、控制电缆等。