自然循环余热锅炉中有一大特征，是它与其他锅炉区分的主要依据，那就是它的全面受热面组件的管子都是笔直的。凭借如此特殊的设计，自然循环余热锅炉也将以差别的方法进行水循环。
当给水进入到自然循环余热锅炉中之后，先是由省煤器吸热，紧接着进入汽包。由于汽包有下降管与蒸发部的下联箱相连，且它是位于烟道外面的，因此不会吸收烟气的热量。
另外，自然循环余热锅炉中的汽包还与蒸发器的上联箱相连，使得直立管簇吸收烟气的热量。当水吸收烟气热量就有部份水酿成蒸汽，由于蒸汽的密度比水的密度要小得多，所以直立管内汽和水混淆物的平均密度要小于下降管中水的密度，两者密度差形成了水的循环。
从上述循环原理可以看出，相比其他锅炉设备，自然循环余热锅炉的利益就是重心低，因此稳定性较好 ；并且蓄热能力较大，关于适应负荷变革的能力也较强，能满足差别工况的应用要求。
自然循环余热锅炉中的受热面管道都是以笔直方法安排的，便于后期进行检修和维护。但同样也能在锅炉中找到缺乏之处，较为明显的就是要比其他锅炉占用更大的空间 ；由于它水容积较大的缘故，使得锅炉在启停、变负荷时的速度比较慢。
