在储热过程中，高温传热介质从填充床顶部入口进入，与床内的储热材料直接接触，将热量传递给储热材料使之温度升高，温度降低后的传热介质从填充床底部出口流出。当出口处的传热介质温度高于床内储热介质初始温度时，填充床储热阶段完成。在释热过程中，低温传热介质从填充床底部入口进入并与床内储热材料直接接触，将储热材料内部的热量释放出来，吸收热量后的高温传热介质从填充床底部出口出来，当出口处的传热流体温度低于储热温度时，释热阶段完成。

填充床储热中的固定容器可以是压力容器或非压力容器，起到固定储热材料填充形状的作用。传热介质可以是气体或液体，常用的气体主要有空气、氮气等，其工作温度范围最广。最常用的液体传热介质主要有导热油、熔盐、水/水蒸气等。以气体为传热介质时，由于自身的比热容低，储热释热过程中的热功率较低，以液体为传热介质时，因为自身的比热容高，其热功率也相对较大。储热介质一般采用固体储热材料，用于储热介质的一般采用石子、花岗岩、蓄热球等材料。为了能够进一步提高填充床的单位体积储热密度，固态相变储热材料或胶囊型储热材料也被应用在填充床储热技术中，可以用于提高储热密度及温度输出的稳定性。

填充床储热技术具有换热面积大，热效率高，无需额外的热交换设备，可以得到较高的释热温度，具有大温差储热时储热密度高等优点。同时由于填充床结构灵活简单、传热介质可以根据实际工况和环境进行选择匹配、储热材料成本低且容易更换，使填充床储热技术具有安全性高、使用寿命长、维护简单等优势。