管式加熱爐的結構，一般由三個主要部分組成：輻射室、對流室及煙囪。

爐底的油氣聯合燃燒器(火嘴)噴出高達幾米的火焰，溫度高達1000~1500℃、主要以輻射傳熱的方式，將大部分熱量傳給輻射室(又叫爐膛)爐管(也叫輻射管)內流動的油品。煙氣沿著輻射室上升到對流室，溫度降到700~900℃。以對流傳熱的方式繼續將部分熱量傳給對流室爐管內流動著的油品，醉后溫度降至200~450℃的煙氣從煙囪排人大氣。油品則先進入對流管再進入輻射管，不斷吸收高溫煙氣傳給的熱量，逐步升高到所需要的溫度。

輻射室是加熱爐的核心部分，從火嘴噴出的燃料(油或氣)在爐膛內燃燒，需要一定的空間才能燃燒完全，同時還要保證火焰不直接撲到爐管上，以防將爐管燒壞，所以輻射室的體積較大。由于火焰溫度很高(可達1500~1800℃左右)，又不允許沖刷爐管，所以熱量主要以輻射方式傳送。在對流室內，煙氣沖刷爐管，將熱量傳給管內油品，這種傳熱方式稱為對流傳熱。煙氣沖刷爐管的速度越快，傳熱的能力越大，所以對流室窄而高些，排滿爐管，且間距要盡量小。有時為增加對流管的受熱表面積，以提高傳熱效率，還常采用釘頭管和翅片管。在對流室還可以加幾排蒸汽管，以充分利用蒸汽余熱，產生過熱蒸汽供生產上使用。煙氣離開對流室時還含有不少熱量，有時可用空氣預熱器進行部分熱量回收，使煙氣溫度降到200℃左右，再經煙囪排出，但這需要用鼓風機或引風機強制通風。有時則利用煙囪的抽力直接將煙氣排入大氣。由于抽力受煙氣溫度、大氣溫度變化的影響，要在煙道內加擋板進行控制，以保證爐膛內合適的負壓，一般要求負壓為2~3mm水柱，這樣既控制了輻射室的進風量，又使火焰不向火門外撲，確保操作safe。