En kedel med underforbrænding er udformet med et brændselsmagasin, hvori brændslet hviler på en rist. Forbrændingsluften tilføres som primærluft under risten og som sekundærluft over risten på det sted, hvor de udviklede gasser forlader brændslet. Ved dette princip er det kun de nederste ca. 20 cm af brændselslaget højde, som er i brand, idet røgen og gasserne sammen med flammerne trækker ud under magasin væggenes nedre kanter (de såkaldte vandnæser) og ud i kedlens røgslag. På dette sted findes de højeste temperaturer, idet der både findes gløder og flammer, og det er på dette sted sekundærluften skal tilføres i rigelige mængder, således at gasserne blandes effektivt med luft og kan antændes og forbrændes fuldstændigt.
Herfra strømmer røgen ud i røgslagene og ud af kedlen til skorstenen.
Det er hermed muligt at opnå en ren forbrænding, når blot der fyldes frisk brændsel på, inden brændslet er sunket ned under vandnæserne. Hvis der først fyldes brændsel på efter at brændselslaget er nået ned under vandnæserne, vil det friske brændsel udvikle megen gas, som ikke vil kunne antændes, da temperaturen ikke er tilstrækkelig høj, hvorved forbrændingen bliver sodende og ufuldstændig, indtil brændslet er kommet i brand og antændelsestemperaturen er nået.
I en underforbrændingskedel kan der også forbrændes koks og cinders. I så fald lukkes der for sekundærtilførslen, da denne er unødvendig og kun medfører en forringelse af fyringsøkonomien.