thumb|250px|Usina nuclear em Victoria, Austrália é uma instalação industrial usada para geração de energia elétrica a partir da energia liberada por qualquer produto que possa gerar calor, como bagaço de diversos tipos de plantas, restos de madeira, óleo combustível, óleo diesel, gás natural, urânio enriquecido e carvão mineral.Operador Nacional do Sistema Elétrico, Perguntas e Respostas, Como é produzida energia em termelétricas? [em linha]
Assim como na energia hidrelétrica, em que um gerador, impulsionado pela água, gira, transformando a energia potencial em energia elétrica,Operador Nacional do Sistema Elétrico, Perguntas e Respostas, Como é produzida energia em hidrelétricas? nas termelétricas a fonte de calor aquece uma caldeira com água, gerando vapor d'água em alta pressão, e o vapor move as pás da turbina do gerador. Junto com as hidrelétricas, as termelétricas são formas tradicionais de se gerar eletricidade. Enquanto as hidrelétricas utilizam a energia hidráulica, a fonte de energia das termelétricas são os combustíveis fósseis (petróleo, gás natural e carvão mineral).
Funcionamento alt=ufrgs.br/fisica/energia/Energia eletrotérmica/index.html|miniaturadaimagem|250x250px|Esquema de como funciona uma usina termelétrica Por meio da queima de combustíveis fósseis, biomassa, resíduos orgânicos ou até mesmo lixo, é esquentada a água localizada em tubos nas paredes da caldeira, gerando um vapor em alta pressão que acaba girando as pás das turbinas da usina termoelétrica, que estão conectadas a geradores com um campo eletromagnético, transformando assim a energia potencial gravitacional em energia elétrica. Após o processo a energia é transferida do gerador para o transformador e distribuída para consumo, e a água é resfriada, em um condensador, para poder recomeçar o ciclo.
Brasil A primeira usina termelétrica do Brasil foi inaugurada em 1883, em Campos dos Goytacazes, com a potência de 52 kW.Portal Brasil, Linha do Tempo, 1883, Usina termelétrica [em linha] A maior usina termelétrica a carvão mineral do Brasil é o Complexo Termoelétrico Jorge Lacerda em Santa Catarina. Uma das maiores usinas termelétricas a gás natural do país é o Complexo Termelétrico Parnaíba, no Maranhão, com 1,4 GW de capacidade instalada. A maior usina termelétrica do Brasil e também da América Latina em potência instalada está localizada em Barra dos Coqueiros e leva o nome Porto de Sergipe I, ela opera com 3 turbinas a gás e 1 turbina a vapor e possui uma capacidade instalada de 1551 MW de potência, ela entrou em operação em março de 2020.
Ver também Central nuclear Motor de combustão externa Parque eólico Usina hidrelétrica