Una caldaia è un dispositivo che genera vapore riscaldando l'acqua. Il tipo più comune di caldaia è una caldaia a combustibile fossile, che brucia un combustibile come carbone, gas naturale o petrolio per riscaldare l'acqua. Il calore del combustibile viene trasferito all'acqua attraverso convezione, conduzione e irraggiamento. Quando l'acqua viene riscaldata, si trasforma in vapore. Il vapore viene quindi utilizzato per alimentare turbine, generatori o altri dispositivi.

La conversione energetica complessiva di una caldaia può essere rappresentata come segue:

Energia chimica (nel combustibile) → Energia termica (nel vapore) → Energia Meccanica (nella turbina) → Energia elettrica (nel generatore)

L'efficienza di una caldaia è determinata da quanta energia chimica contenuta nel combustibile viene convertita in energia termica nel vapore. L'efficienza di una caldaia è tipicamente compresa tra l'80% e il 90%.