Toutes les centrales thermiques convertissent l'énergie thermique en énergie mécanique, puis en électricité. Cela se fait en utilisant la chaleur pour transformer l'eau en vapeur, puis en dirigeant la vapeur vers une turbine. La vapeur fait tourner les aubes de la turbine, convertissant la chaleur en énergie mécanique. Cela fait fonctionner à son tour le générateur, qui crée de l'électricité.
Les centrales électriques qui brûlent du pétrole pour produire de l'électricité sont appelées centrales au fioul. Leur principe général et leur fonctionnement ne sont pas différents de leurs cousins à combustible fossile, le charbon et les centrales au gaz naturel, et sont même similaires aux centrales géothermiques et nucléaires dans certains respects.
Un autre moyen d'utiliser le pétrole et d'autres produits pétroliers pour produire de l'électricité est le moteur à combustion interne, qui fonctionne en convertissant le potentiel explosif de brûler du pétrole et de ses dérivés directement en énergie mécanique, puis d'utiliser cette puissance mécanique pour faire fonctionner un Générateur. Une version à essence de ce système est présente dans tous les moteurs conventionnels du monde. Les générateurs de moteurs à combustion au mazout sont courants dans les circonstances où un générateur fixe est nécessaire mais la demande de puissance est trop faible pour rendre une turbine à vapeur pratique.