Ein Abhitzekessel nutzt die als Nebenprodukt eines anderen Prozesses entstehende Wärme, die normalerweise verschwendet würde, und erzeugt daraus Dampf. Der Dampf kann verwendet werden, um Turbinen anzutreiben, die Strom erzeugen. Alternativ kann der Boiler auch einfach zum Erhitzen von Wasser oder anderen Flüssigkeiten verwendet werden. Da ein Teil der eingesetzten Energie recycelt wird, kann ein Abhitzekessel oder Abhitzekessel den Verbrauch fossiler Brennstoffe und die finanziellen Betriebskosten einer Anlage reduzieren. Dadurch gelangen auch weniger Treibhausgase in die Atmosphäre.
Die Konstruktion von Abhitzekesseln umfasst zwei Haupttypen: Flammrohrkessel oder Großwasserraumkessel und Wasserrohrkessel. Bei Flammrohrkesseln umschließt ein Stahlmantel einen wassergefüllten Raum mit Metallrohren im Inneren. Heiße Gase, die bei einem Verbrennungsprozess, beispielsweise in einem Ofen, erzeugt werden, strömen durch die Rohre hin und her und übertragen Wärme an das umgebende Wasser.
Flammrohr-Abhitzekessel haben den Vorteil, dass sie relativ einfach zu bauen, zu installieren und zu warten sind. Die im Wasser gespeicherte Wärmeenergie kann genutzt werden, um einen kurzfristigen Mehrbedarf zu decken, allerdings besteht bei vollständiger Nutzung der Wärme der Nachteil, dass der Nachschub lange dauert. Eine weitere Einschränkung dieser Art von Ausrüstung besteht darin, dass sie nicht bei den höheren Drücken arbeiten kann, die ein Wasserrohrkessel kann.
Ein Abhitzekessel in Wasserrohrausführung kann viel höheren Dampfdrücken standhalten als ein Flammrohrkessel, er ist jedoch schwieriger zu konstruieren und zu installieren. In diesem Kesseltyp befinden sich schmalere Rohre als in einem Flammrohrkessel, und die Rohre enthalten Wasser anstelle von heißen Gasen. Bei einer Systemumkehrung innerhalb eines Flammrohrkessels umgibt Abwärme in Form von heißen Gasen oder Ofenflammen die wassergefüllten Rohre. Isoliermaterialien werden verwendet, um die Kesselrohre vor Flammenschäden zu schützen. Ein Wasserrohr-Abhitzekessel verträgt nicht nur hohe Drücke, sondern kann auch schnell auf Änderungen der Wärmezufuhr reagieren.
Abhitzekessel können in sogenannten Blockheizkraftwerken (BHKW) eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um Kraftwerke, in denen die normalerweise als Nebenprodukt der Stromerzeugung anfallende Wärme genutzt wird, wodurch der Wirkungsgrad von rund 40 Prozent auf rund 70 Prozent verbessert wird. Die maximale Effizienz wird erreicht, wenn die Wärme entweder am oder in unmittelbarer Nähe des Werksgeländes genutzt wird.