汽包、下降管、下聯箱和上升管組成循環回路。飽和溫度或接近飽和溫度的爐水從汽包進入下降管，通過下聯箱進入上升管。上升管吸收爐膛火焰的輻射熱，上升管內的水溫升至飽和溫度，一部分水汽化，在上升管中形成汽水混合物。按重量計算，蒸汽的重量只占汽水混合物重量的0.5%?10%。但蒸汽的比體積比水大得多，按體積計算，蒸汽的體積占汽水混合物體積的40%~60%。也就是說，上升管內汽水混合物的密度只有下降管內爐水密度的1/3~2/3。

由于下降管內的爐水與上升管內的汽水混合物密度不同，形成了流動壓頭。下降管內的爐水與上升管內的汽水混合物在此流動壓頭的推動下，在回路內不斷循環。由于循環是利用下降管內的爐水與上升管內的汽水混合物密度不同造成的，而不是靠外力推動的，所以稱為自然循環。