La calor es perd en nombrosos punts del sistema de caldera, com els gasos de combustió, la pèrdua de calor de les canonades, l'escapament de la caldera i l'aire calent que surt de les sales de calefacció. Les calderes de recuperació de calor residual utilitzen aquesta calor per generar vapor addicional per a aplicacions industrials.
Les calderes de recuperació de calor residual funcionen amb el mateix principi que una caldera típica, però prenen l'energia dels gasos d'escapament en lloc del cremador. Els gasos d'escapament calents provenen d'un forn de procés i entren a una gran cambra. Aleshores, els gasos es mouen per canonades que contenen aigua freda, i la calor viatja a l'aigua de temperatura més baixa i augmenta la seva temperatura fins que arriba al seu punt d'ebullició i es converteix en vapor. A continuació, el gas residual refrigerat i el vapor surten de la caldera per separat.
El vapor viatja a través de canonades distribuïdes per tota la seva instal·lació per augmentar la temperatura, o pot moure turbines per generar electricitat. Si el gas residual escalfat no té prou energia per evaporar tota l'aigua en vapor, un cremador auxiliar pot augmentar la sortida de vapor.