Das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) beruht auf zwei Prozessen, die in der industriellen Anwendung Strom und Wärme für Millionen von Haushalten erzeugen. BHKW`s vereinigen diese beiden Erzeugungsprozesse, wodurch der Gesamtwirkungsgrad zur Kraft- und Wärmeerzeugung wesentlich steigt. Durch die gleichzeitig ablaufende Erzeugung von Strom und Wärme steigt die Ausbeute der im Brennstoff enthaltenen Energie. Hauptsächlich werden Gas-Kraftwärmekopplung (Gas-KWK) und Öl-Kraftwärmekopplung (Oel-KWK) installiert, d.h. die BHKW´s werden mit Gas oder Öl betrieben.

Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis von Nutzenergie zur zugeführten Energie in einem Zeitpunkt. Da Energieumwandlungen in den allermeisten Fällen mit Energieentwertung verbunden sind, betragen Wirkungsgrade meist weniger als 100 %.
Von Energieentwertung spricht man, wenn der Exergieanteil einer Energieform, also der Anteil der Energie, der sich in nutzbare Arbeit umwandeln lässt, abnimmt.
Nutzungsgrade geben dieses Leistungsverhältnis dagegen über einen Zeitraum hinweg an. In der Heizungstechnik beziehen sich Nutzungsgrade meist auf ein Jahr und werden daher oftmals auch Jahresnutzungsgrad genannt. Um verschiedene Anlagen miteinander vergleichen zu können, wurde der Norm-Nutzungsgrad eingeführt, der unter festgelegten Bedingungen auf einem Prüfstand ermittelt wird.
Im Markt für Heizungssysteme wird man oftmals auf Wirkungs- und Nutzungsgrade stoßen, die über 100 % liegen. Natürlich kann eine Heizungs- oder Heizkraftanlage keine Wirkungs- oder Nutzungsgrade erreichen, die über 100 % hinausgehen.

Die Ursache dessen liegt darin begründet, dass diese Werte auf der Basis des Heizwertes berechnet wurden. Der Heizwert bezeichnet den Energiegehalt des Brennstoffes, schließt jedoch die thermische Energie im Abgasstrom aus. Moderne Brennwertgeräte nutzen jedoch auch die im Abgasstrom enthaltene Energie zur Warmwasseraufbereitung. Das hat zur Folge, dass der Wirkungs- bzw. Nutzungsgrad über 100 % liegt.
Der Brennwert beinhaltet dagegen auch die, im Abgasstrom enthaltene, thermische Energie. Ein Wirkungs- bzw. Nutzungsgrad, der auf der Basis des Brennwertes berechnet wurde, ist demnach kleiner als 100 %.
Blockheizkraftwerke können Nutzungsgrade von etwa 90 % erreichen, da Blockheizkraftwerke die eingetragene Energie des Brennstoffes sowohl in thermische als auch in elektrische Energie um. Die elektrische Energie ist als höherwertiger zu betrachten, da ihr Exergieanteil höher ist als bei thermischer Energie. Elektrische Energie lässt sich also „verlustfreier“ in mechanische Arbeit umwandeln als thermische Energie.

Der reine Kraftprozess zur Erzeugung elektrischen Stroms findet üblicherweise in sog. Kondensationskraftwerken statt. Ein meist mit Kohle oder Erdgas befeuerter Kessel erzeugt dabei Hochdruckdampf, der sich über eine Turbine entspannt. Die dabei freiwerdende mechanische Energie wird durch einen, an die Turbine gekoppelten, Generator in elektrische Energie umgewandelt.

Beim reinen Wärmeprozess wird in einem Kessel Heißwasser oder Prozessdampf erzeugt. Anders als beim Kraftprozess eignet sich die hier freiwerdende thermische Energie in Form von heißem Wasser oder Niederdruckdampf lediglich zum Heizen von Räumen oder als Prozesswärme für die industrielle Anwendung.

Die thermischen Wirkungsgrade von stromerzeugenden Kraftwerken liegen heutzutage in den meisten Fällen unter 60 %. Der thermische Wirkungsgrad ist ein Maß für die Güte eines thermodynamischen Kreisprozesses zur Umwandlung von Wärme in rein mechanische Arbeit. Kreisprozesse sind dadurch gekennzeichnet, dass sich nach einer Reihe von Zustandsänderungen wieder der Ursprungszustand einstellt. Die Reduzierung des Primärenergiebedarfs, also der eingesetzten Brennstoffmenge, hat unmittelbar die Reduzierung des CO2-Ausstoßes zur Folge. Die Menge des CO2-Ausstoßes hängt dabei vom jeweils eingesetzten Brennstoff sowie der notwendigen Brennstoffmenge ab.