火力发电是利用燃料燃烧产生的热能转化为电能的一种方式，其基本原理是通过高温高压蒸汽驱动涡轮机旋转，进而带动发电机发电。这一过程被称为“热力循环”，通常采用朗肯循环作为基础。
火力发电厂主要使用煤、石油或天然气等化石燃料作为能源。在锅炉中，燃料被送入炉膛并点燃，与空气混合后发生剧烈燃烧，释放出大量的热量。这些热量将锅炉中的水加热至沸腾状态，产生高温高压的蒸汽。随后，蒸汽被引入汽轮机，推动叶片高速旋转。汽轮机连接着发电机，当汽轮机转动时，发电机内部的导线切割磁感线，从而产生电流。最终，电力经升压变压器输送到电网，供千家万户使用。
完成工作的蒸汽进入冷凝器，在这里冷却成水，并重新返回锅炉循环使用，形成一个闭合的循环系统。整个过程中，虽然大部分能量以废热形式散失，但通过不断优化技术和设备效率，火力发电依然是一种高效且广泛应用的发电方式。
尽管火力发电具有稳定性和经济性优势，但也存在环境污染问题，如二氧化碳排放导致温室效应加剧以及硫氧化物和氮氧化物排放引发酸雨等问题。因此，现代火力发电厂正逐步采用先进的环保技术，比如脱硫、脱硝装置及碳捕集与封存技术，努力实现清洁生产。