在火力发电厂中，各种化石燃料如煤、燃料油、天然气或油页岩中储存的化学能被逐步转换成热能、机械能最后变成电能，供向四方。火力发电厂是一个高度复杂的系统，其建造成本可达1300美元每千瓦发电能力，或者说一个500MW发电力的电厂需要约6亿5千万美元。一个发电厂常常有多个发电单元，以节省人力、物力资源。世界上大部分的热力发电厂都使用化石燃料，数量超过核、地热、生物质能或太阳能发电站。