Les centrales thermiques au fioul les plus modernes associent une Turbine à Combustion (TAC) et une turbine à vapeur. Le combustible peut également être du gaz.
De l'air est prélevé dans l'atmosphère et fortement comprimé par un compresseur, ceci augmentant sa pression et sa température. Cet air pénètre ensuite dans la chambre de combustion, où est injecté du fioul ou du gaz. Le mélange gazeux est porté à une température dépassant 1 000°C. La chaleur des gaz d'échappement est transformée en vapeur à l'aide d'un générateur de vapeur. La vapeur fait tourner la turbine à combustion, laquelle entraîne un alternateur, qui produit de l'électricité.