發電廠是把各種動力能源的能量轉變成電能的工廠。根據所利用的能源形式可分為火力發電廠、水利發電廠、原子能發電廠、地熱發電廠、風力發電廠等。
火力發電廠簡稱火電廠，是利用煤、石油、天然氣等燃料的化學能產生出電能的工廠。按其功用可分為兩類，即凝汽式電廠和熱電廠。前者僅向使用者**電能，而熱電廠除供給使用者電量外，還向熱使用者**蒸汽和熱水，即所謂的「熱電聯合生產」。
火電廠的容量大小各異，具體形式也不盡相同，但就其生產過程來說卻是相似的。上圖是凝汽式燃煤電廠的生產過程示意圖。
燃煤，用輸煤皮帶從煤場運至煤斗中。大型火電廠為提高燃煤效率都是燃燒煤粉。因此，煤斗中的原煤要先送至磨煤機內磨成煤粉。磨碎的煤粉由熱空氣攜帶經排粉風機送入鍋爐的爐膛內燃燒。煤粉燃燒後形成的熱煙氣沿鍋爐的水平煙道和尾部煙道流動，放出熱量，最後進入除塵器，將燃燒後的煤灰分離出來。潔淨的煙氣在引風機的作用下通過煙囪排入大氣。助燃用的空氣由送風機送入裝設在尾部煙道上的空氣預熱器內，利用熱煙氣加熱空氣。這樣，一方面除使進入鍋爐的空氣溫度提高，易於煤粉的著火和燃燒外，另一方面也可以降低排煙溫度，提高熱能的利用率。從空氣預熱器排出的熱空氣分為兩股：一股去磨煤機乾燥和輸送煤粉，另一股直接送入爐膛助燃。燃煤燃盡的灰渣落入爐膛下面的渣斗內，與從除塵器分離出的細灰一起用水衝至灰漿幫浦房內，再由灰漿幫浦送至灰場。
在除氧器水箱內的水經過給水幫浦公升壓後通過高壓加熱器送入省煤器。在省煤器內，水受到熱煙氣的加熱，然後進入鍋爐頂部的汽包內。在鍋爐爐膛四周密布著水管，稱為水冷壁。水冷壁水管的上下兩端均通過聯箱與汽包連通，汽包內的水經由水冷壁不斷迴圈，吸收著煤愛燃燒過程中放出的熱量。部分水在冷壁中被加熱沸騰後汽化成水蒸汽，這些飽和蒸汽由汽包上部流出進入過熱器中。飽和蒸汽在過熱器中繼續吸熱，成為過熱蒸汽。過熱蒸汽有很高的壓力和溫度，因此有很大的熱勢能。具有熱勢能的過熱蒸汽經管道引入汽輪機後，便將熱勢能轉變成動能。高速流動的蒸汽推動汽輪機轉子轉動，形成機械能。
汽輪機的轉子與發電機的轉子通過連軸器聯在一起。當汽輪機轉子轉動時便帶動發電機轉子轉動。在發電機轉子的另一端帶著一太小直流發電機，叫勵磁機。勵磁機發出的直流電送至發電機的轉子線圈中，使轉子成為電磁鐵，周圍產生磁場。當發電機轉子旋轉時，磁場也是旋轉的，發電機定子內的導線就會切割磁力線感應產生電流。這樣，發電機便把汽輪機的機械能轉變為電能。電能經變壓器將電壓公升壓後，由輸電線送至電使用者。
釋放出熱勢能的蒸汽從汽輪機下部的排汽口排出，稱為乏汽。乏汽在凝汽器內被迴圈水幫浦送入凝汽器的冷卻水冷卻，從新凝結成水，此水成為凝結水。凝結水由凝結水幫浦送入低壓加熱器並最終回到除氧器內，完成乙個迴圈。在迴圈過程中難免有汽水的洩露，即汽水損失，因此要適量地向迴圈系統內補給一些水，以保證迴圈的正常進行。高、底壓加熱器是為提高迴圈的熱效率所採用的裝置，除氧器是為了除去水含的氧氣以減少對裝置及管道的腐蝕。
以上分析雖然較為繁雜，但從能量轉換的角度看卻很簡單，即燃料的化學能→蒸汽的熱勢能→機械能→電能。在鍋爐總，燃料的化學能轉變為蒸汽的熱能；在汽輪機中，蒸汽的熱能轉變為輪子旋轉的機械能；在發電機中機械能轉變為電能。爐、機、電是火電廠中的主要裝置，亦稱三大主機。與三大主機相輔工作的裝置成為輔助裝置或稱輔機。主機與輔機及其相連的管道、線路等稱為系統。火電廠的主要系統有燃燒系統、汽水系統、電氣系統等。
除了上述的主要系統外，火電廠還有其它一些輔助生產系統，如燃煤的輸送系統、水的化學處理系統、灰漿的排放系統等。這些系統與主系統協調工作，它們相互配合完成電能的生產任務。大型火電廠的保證這些裝置的正常運轉，火電廠裝有大量的儀表，用來監視這些裝置的執行狀況，同時還設定有自動控制裝置，以便及時地對主輔裝置進行調節。現代化的火電廠，已採用了先進的計算機分散控制系統。這些控制系統可以對整個生產過程進行控制和自動調節，根據不同情況協調各裝置的工作狀況，使整個電廠的自動化水平達到了新的高度。自動控制裝置及系統已成為火電廠中不可缺少的部分。
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