Lämpövoimala pumppaa kaukolämpöverkon kautta lämmitettyä kaukolämpövettä kuluttajille, jotka käyttävät sitä huone-/lattialämmitykseen ja kotitalouden lämpimän käyttöveden tuotantoon. Kotitalouden lämmin käyttövesi lämmitetään lämmönvaihtimessa, jossa lämmin kaukolämpövesi lämmittää vesijohdoista tulevan veden.
Huonelämmityksessä kaukolämpövettä voidaan käyttää suoraan. Vaihtoehtoisesti lämmönvaihdin voi myös siirtää lämmön sisäiseen kiertoon. Kylmä kaukolämpövesi, jonka lämpö on käytetty kotitalouden lämpimän käyttöveden tuotantoon ja huonelämmitykseen, palaa takaisin kaukolämpövoimalaan. Kaukolämpövesi siis kiertää lakkaamatta suljetussa putkistossa.
Joissain kaukolämpöjärjestelmissä käytetään veden sijaan höyryä lämmön jakelun väliaineena. Tällä pyritään saavuttamaan korkeammat syöttölämpötilat, jotka ovat usein tarpeen teollisissa prosesseissa. Höyryn haittana taas on se, että sen lämpöhukka on suurempi kuin veden.
Kun voimalaitoksissa tuotetaan samanaikaisesti sekä lämpöä että sähköä, kaukolämpö on erittäin energiatehokasta. Käyttämällä uusiutuvia energialähteitä ja hyödyntämällä teollisuuden tuottamaa hukkalämpöä kaukolämmön ympäristöedut tulevat vieläkin ilmeisemmiksi. Tällainen energian hyödyntäminen tuo etuja niin ympäristölle kuin yhteiskunnallekin.
Erillisiin lämmitysjärjestelmiin verrattuna kaukolämpövoimalat pystyvät paremmin vähentämään haitallisten aineiden päästöjä, sillä niiden päästöjen hallintalaitteistot ovat edistyksellisempiä ja lämpöä tuotetaan valvotuimmissa olosuhteissa. Lisäksi kaukolämpö on kuluttajille hyvin helppo energiamuoto: emme juurikaan kiinnitä huomiota siihen, kuinka lämpöpatterimme ja vesijohtovesi lämmitetään.
Kaukolämpö ei ole yhteensopivaa ainoastaan tämän päivän uusiutuvien energialähteiden kanssa. Vakiintuneessa kaukolämpöverkossa tulevaisuuden energialähteitä voidaan hyödyntää keskitetysti, ja niistä saatu lämpö voidaan toimittaa kuluttajille olemassa olevaa kaukolämpöverkkoa pitkin.
Kun tähän lisätään ensiluokkainen tehokkuus ja mahdollisuus hyödyntää sähköntuotannosta syntynyttä hukkalämpöä, kaukolämpö voi hyvinkin olla tulevaisuuden energiantuotannon kulmakivi.
Uusiutuva energia on noussut keskeiseksi teemaksi samaa tahtia, kun huoli ympäristöstä kasvaa. Kaukolämmön joustavuus mahdollistaa siirtymisen ympäristöystävällisiin vaihtoehtoihin.
Uusiutuva energia on luonnollisista lähteistä tuotettua energiaa, johon sisältyy maalämpö, biomassa, tuulivoima, vesivoima, aurinkovoima jne.
Se on kasvihuoneneutraalia. Tämä tarkoittaa, että se ei kasvata kasvihuonekaasujen (esim. CO2, metaani, typpioksidi ja CFC-yhdisteet) pitoisuuksia ilmakehässä.
Nämä vaihtoehtoiset uusiutuvan energian lähteet ovat yhteensopivia kaukolämmön kanssa joko suoraan tai epäsuoraan. Energialähteitä, joita käytetään tavallisesti sähköntuotantoon (esim. vesi ja tuulivoima), käytetään harvoin kaukolämpöjärjestelmissä, mutta valtaosaa uusiutuvista energialähteistä käytetään kaukolämmössä suuressa määrin.