W elektrowni cieplnej energia pierwotna występuje zwykle w formie chemicznej i jest uwalniana w procesie spalania:
> paliw kopalnych (najczęściej węgla lub gazu ziemnego)
> substancji organicznych
> odpadów przemysłowych lub komunalnych
> biomasy
> biogazu
Energia cieplna powstaje zwykle w wyniku spalania paliwa, ale może pochodzić z innych źródeł, np. ciepło odpadowe z dowolnych procesów technologicznych, źródeł geotermalnych, energii słońca.