Grillipolttimet ovat grillin sisällä olevia elementtejä, joiden kautta ruuanlaittoon käytetty lämpö vapautuu. Nämä polttimet voivat päästää liekkejä, kuten kaasugrillien tapauksessa, tai ne voivat olla keraamisia laattoja, kuten infrapunasäleissä käytettäviä. Polttimet on yleensä valmistettu valuraudasta tai alumiinista, ja ne sijaitsevat usein grilliritilän alla, jolle ruoka asetetaan, joten kypsennyslämpö tulee pohjasta ja sitä pitää kiinni grillin kansi, jos se on kiinni. Grillipolttimien muoto voi auttaa määrittämään grillauksen aikana saavutettavan lämmönhallinnan tason sekä kuumat ja kylmät alueet, joihin ruokaa voidaan sijoittaa. Polttimien säännöllinen puhdistus voi pidentää niiden käyttöikää, mutta useimmat niistä on vaihdettava ajan myötä tavallisen kulumisen vuoksi.
Jotkut ensisijaisista näkökohdista, jotka erottavat eri grillipolttimet toisistaan, ovat niiden muoto ja asettelu. Tärkeä osa grillausta on kyetä hallitsemaan grillin alueita, joita lämpö todella lämmittää, ja että grillin alueet voivat olla viileämpiä kuin muut. Tämä johtuu suorasta ja epäsuorasta grillauksesta tunnetuista grillausmenetelmistä.
Suora grillaus tarkoittaa, että lämpö syötetään suoraan ruoan alle. Lähes kaikissa grillipolttimissa on tällainen lämmönsäätö, koska liha voidaan asettaa aktiivisen polttimen päälle. Ainoa huomiointi suorassa grillauksessa on kyetä hallitsemaan syntyvän lämmön tasoa.
Epäsuorassa grillauksessa liha asetetaan joko kahden lämmönlähteen väliin tai vain yhden sivulle. Tämä tarjoaa hitaamman kypsennysajan, joka pitää ruoan ulkopuolen palamasta, kun taas sisäpuoli kypsyy hitaasti. Jotta grillipoltin voi sallia epäsuoran grillauksen, sen täytyy olla valaistu vain grillin toisella puolella tai poltin on kytkettävä pois päältä. Vaikka monet grillit tarjoavat tämän tyyppistä säätöä, pienemmillä grillillä voi olla vaikeampi aika tasapainottaa lämmönjakoa tällä tavalla.
Useimmissa grilleissä on grillauspolttimet, jotka ovat itse asiassa pitkiä tankoja, joissa on reikiä koko pituudeltaan liekin lähettämiseksi säännöllisin väliajoin. Jotkut näistä polttimista on konfiguroitu siten, että yksi tai toinen puoli tai keskusta voidaan sammuttaa. Toisenlainen grillipoltin on kuitenkin suunniteltu enemmän kuin pyöreä aluepolttin, jossa on useita polttimia, jotka on sijoitettu koko grilliin. Nämä voivat olla erittäin tehokkaita epäsuorassa grillauksessa, mutta ne voivat tarjota epäjohdonmukaista lämpöä suurten elintarvikkeiden suoralle grillaukselle.