煤預先磨成很細的煤粉，與空氣的接觸表面積大大增加，使燃燒強化。煤粉爐爐內溫度也較高，因此，除了煤質很差的煤以外，各種煤都能在煤粉爐中有效地燃燒，並且燃燒比較完全，燃燒效率也比較高，約88%－93%。它可以完全實現機械化和自動化。煤粉燃燒幾乎是所有大型燃煤鍋爐的燃燒方式。
煤粉爐的燃燒設備主要有爐膛、燃燒器、點火裝置等部分組成。煤粉由一次風輸送經燃燒器進入爐膛，二次風通過燃燒器的二次風環形風道或二次風口引入爐膛。
煤粉與空氣的混合物進入爐膛後，經過預熱、乾燥、揮發分析出等過程，在距燃燒器出口一定距離處開始著火、燃燒。煤粉燃盡後形成的灰，其中一小部分顆粒較粗的灰形成灰渣，落入冷灰斗內，冷卻成固體灰渣，定期或連續地加以排除；絕大部分顆粒較細的灰則被煙氣帶走，通常把這部分灰稱為飛灰。
煤粉在爐膛內停留的時間很短，僅有1－2s。在這樣短的時間內要保證煤粉在爐內燃盡，必須強化燃燒，供給適量的一、二次風，以縮短燃燒的準備階段和創造良好的燃燒條件。煤粉爐一次風的主要作用，是輸送煤粉到爐膛並保證揮發分的著火燃燒。二次風的作用，一是補充空氣量；二是使煤粉和空氣混合均勻，保證燃料燃燒完全。因此，在運行操作上，要合理調整好一、二次風的配比和混合時間，才能可靠地保證鍋爐安全經濟運行
它的爐膛是用水冷壁爐牆圍成的大空間，磨碎的煤粉（顆粒直徑約為0.05－0.1mm）和空氣經噴燃器混合後，噴入爐膛燃燒。煤粉的燃燒分著火前的準備階段、燃燒階段和燃盡階段。與此相對應，爐膛也可以分為三個區域：噴燃器出口附近為著火區，出口的上方為燃燒區，燃燒區之上部一直到爐膛出口為燃盡區。適用的煤種多，既可燒中、次煤或低熱值低煤，也可燒粘結性較強的煤，是現代燃煤鍋爐的主要形式，特別適合於發電廠的大型鍋爐，容量較大（D≥35t/h）的工業鍋爐也常常採用。煤粉爐需要配備磨煤設備和相應的除塵裝置，燃燒工況的組織比較複雜，影響燃燒穩定性的因素較多。煤粉爐的飛灰量高達80－90%，需配備高效除塵裝置。
