Kocioł płomieniówkowy to kocioł parowy, w którego wymienniku zamontowane są tzw. płomieniówki, czyli wiązki rur gładkich o małej średnicy, wewnątrz których płyną spaliny, a od zewnątrz opływa je woda.
Występują w różnych konfiguracjach – najczęściej pionowych lub poziomych. Układ pionowy dominuje w kotłach z palnikiem atmosferycznym i naturalnym odpływem spalin. Z uwagi na niewielkie prędkości przepływu spalin przez płomieniówki i małą wartość współczynnika, aby poprawić warunki wymiany ciepła stosuje się wkładki turbulizujące – najczęściej w postaci blaszanych skrętek o różnej ilości zwojów. Kotły płomieniówkowe konstruowane są w formie prostopadłościanu lub walca.
Palenisko wraz z systemem palników znajduje się w dolnej części wymiennika ciepła. Komora paleniskowa ma odpowiednią wysokość, chłodzone ściany i zwieńczona jest dennicą, do której przyspawane są płomieniówki. Druga dennica zamyka od góry blok wodny, a ponad nią mieści się komora zbiorcza spalin wyposażona w przerywacz pary.