Hukkalämmityskattila käyttää lämpöä, joka muodostuu toisen prosessin sivutuotteena, lämpöä, joka normaalisti hukkaantuisi, ja käyttää sitä höyryn tuottamiseen. Höyryä voidaan käyttää sähköä tuottavien turbiinien käyttämiseen. Vaihtoehtoisesti kattilaa voidaan käyttää yksinkertaisesti veden tai muun nesteen lämmittämiseen. Koska se kierrättää osan käyttämästään energiasta, hukkalämmityskattila tai hukkalämmön talteenottokattila voivat vähentää järjestelmän fossiilisten polttoaineiden kulutusta ja taloudellisia käyttökustannuksia. Tämä tarkoittaa myös sitä, että ilmakehään pääsee vähemmän kasvihuonekaasuja.
Hukkalämmityskattiloiden suunnittelu koostuu kahdesta päätyypistä: paloputkikattilat tai kuorikattilat ja vesiputkikattilat. Paloputkikattilassa teräskuori sulkee vedellä täytetyn tilan, jossa on metalliputkia. Kuumat kaasut, jotka syntyvät palamisprosessista, kuten uunin sisällä, kulkevat edestakaisin putkien läpi siirtäen lämpöä ympäröivään veteen.
Paloputkisen hukkalämmittimen etuna on, että se on suhteellisen helppo rakentaa, asentaa ja huoltaa. Veteen varastoitunut lämpöenergia voidaan käyttää vastaamaan lyhyen aikavälin ylimääräiseen kysyntään, vaikka jos kaikki lämpö käytetään, haittana on, että sen täyttäminen kestää kauan. Toinen tällaisten laitteiden rajoitus on, että ne eivät voi toimia korkeammilla paineilla kuin vesiputkikattila.
Vesiputkirakenteinen hukkalämmityskattila pystyy kestämään paljon suurempia höyrynpaineita kuin paloputkikattila, mutta sen rakentaminen ja asentaminen on vaikeampaa. Tämän tyyppisten kattiloiden sisällä on kapeampia putkia kuin paloputkikattilan sisällä, ja putket sisältävät vettä kuumien kaasujen sijaan. Kun järjestelmä kääntyy paloputkikattilan sisällä, hukkalämpö kuumien kaasujen tai liekkien muodossa ympäröi vedellä täytettyjä putkia. Eristysmateriaaleja käytetään kattilaputkien suojaamiseen liekin vaurioilta. Korkean paineen sietämisen lisäksi vesiputkinen hukkattila voi reagoida nopeasti lämmöntuonnin muutoksiin.
Hukkalämmityskattiloita voidaan käyttää niin sanotuissa yhdistetyissä lämmön ja sähkön yhteistuotantolaitoksissa. Nämä ovat voimalaitoksia, joissa käytetään tavallisesti sähköntuotannon sivutuotteena syntyvää lämpöä, mikä parantaa tehokkuutta noin 40 prosentista noin 70 prosenttiin. Suurin hyötysuhde saavutetaan, kun lämpöä käytetään joko laitoksen alueella tai hyvin lähellä sitä.