W turbinie następuje zamiana energii cieplnej pary na energię mechaniczną odprowadzaną wałem do generatora elektrycznego, w którym zamieniana jest na energię elektryczną.
W elektrowni wykorzystującej układ turbiny gazowej ciepło dostarczane jest w komorze spalania (układ otwarty), bądź komorze spalania i wymienniku ciepła (układ zamknięty).
W elektrowni cieplnej energia pierwotna występuje zwykle w formie chemicznej i jest uwalniana w procesie spalania: paliw kopalnych (najczęściej węgla lub gazu ziemnego), substancji organicznych, odpadów przemysłowych lub komunalnych, biomasy, biogazu, i innych.
Energia cieplna powstaje zwykle w wyniku spalania paliwa, ale może pochodzić z innych źródeł, np. ciepło odpadowe z dowolnych procesów technologicznych, źródeł geotermalnych, energii słońca.
Rozróżnia się następujące rodzaje elektrowni cieplnych: parowe (z turbinami parowymi) gazowe (z turbinami gazowymi) gazowo-parowe z turbinami gazowymi, parowymi i kotłem odzyskowym spalinowe (z silnikami tłokowymi).