Le centrali termoelettriche insieme alle centrali termonucleari sono impianti che utilizzano il vapore per produrre energia elettrica. Entrambi gli impianti seguono lo stesso processo. L'energia chimica di un combustibile viene prima trasformata in energia termica, poi in energia meccanica e infine in energia elettrica.
Ciò che distingue i due impianti è il tipo di combustibile utilizzato. Nelle centrali termoelettriche si utilizza olio combustibile, nafta, metano o carbone. Il combustibile viene miscelato con aria e incendiato in un bruciatore per surriscaldare l'acqua che scorre all'interno di serpentine.
L'acqua così scaldata diventa vapore, che viene poi convogliato ad alta pressione in direzione di una turbina. La turbina, collegata a un alternatore, ruota ad altissima velocità e genera elettricità. Infine, il vapore non utilizzato finisce in un condensatore che lo trasforma nuovamente in acqua, facendo ripartire il ciclo. Anche nelle centrali termonucleari si produce vapore che aziona un sistema turbina alternatore, ma il calore viene generato da una fissione nucleare controllata all'interno del reattore.
Il combustibile utilizzato è una miscela di uranio 238 e uranio 235 che entra in una reazione controllata grazie a barre di controllo costituite da leghe di argento, cadmio e indio che assorbono i neutroni e limitano l'innesco della reazione. Il calore prodotto riscalda il fluido di raffreddamento del reattore che produce vapore e aziona le turbine.