Si les éléments les plus spécifiques d’une chaudière sont le système de combustion et le système de circulation eau/vapeur, les circuits  air/fumées et les échangeurs doivent eux aussi être optimisés.

Par combustion de produits fossiles, déchets ou biomasse, une chaudière délivre de la chaleur sous forme de vapeur ou d’eau surchauffée sous pression. Des phénomènes physiques interviennent dans ce transfert. Son bilan énergétique est régit par des relations thermodynamiques.

Les chaudières ou générateurs de vapeur se trouvent principalement dans les centrales thermiques et dans les installations industrielles. Suivant cette logique, sont d’abord présentées les chaudières de puissance (à charbon pulvérisé, à lit fluidisé circulant de grande puissance) ainsi que la cocombustion. Les variations d’allure et transitoires sont également détaillées. Sont ensuite étudiées les chaudières à déchets et à biomasse (effet du combustible sur la conception, incinération, etc). Finalement, les différentes chaudières de récupération (et notamment leurs particularités de conception) et les chaudières solaires (à vaporisation, de récupération) clôturent cet article.