ドラムと水管によりボイラ本体が構成され，ドラムに接続する水管内で水を蒸発させる．発生した蒸気は水との混合体となりドラムに達し，水のみ下降管を通り水管入口に戻される．このように水の循環が水管中の気水混合体と下降管中の水との比重差のみで行われる形式が自然循環ボイラである．自然循環ボイラでは熱流束に対する循環水量の過少，蒸発管のバーンアウト，管壁温度を許容値以下に抑えることなどのために，十分な循環水量を確保する循環系統の考慮が必要である．