En el interior de una caldera, mirando a través de un corte longitudinal, lo que más destacaría es el cilindro exterior o envolvente de la caldera atravesada por un ancho cilindro en su interior. Alrededor de la envolvente hay una serie de válvulas y conductos que conectan elementos al proceso y control. Durante el funcionamiento de la caldera, la envolvente se llena de agua al nivel necesario para que se caliente hasta generar vapor.

La combustión tiene lugar en el cilindro interior, y los gases se expulsan al exterior por la chimenea. La transmisión de calor entre el agua de la envolvente y el cilindro donde tiene lugar la combustión, se debe a la radiación y la convección. El calentamiento del agua produce vapor en el interior, por eso se le llama cámara de vapor, y circula por los tubos de humos hasta salir por la chimenea.

A medida que circula por el circuito alrededor de la caldera, el vapor se va enfriando, y el nivel de agua de la caldera se tiene que mantener estable para continuar con el proceso, por eso se va llenando automáticamente.