یک بویلر واترتیوب یا لوله آبی از اجزاء متعددی تشکیل شده است که مهم‌ترین آن‌ها موارد زیر هستند:
محفظه احتراق
به فضای داخلی بویلر که احتراق در آن اتفاق می‌افتد، محفظه احتراق گفته می‌شود. دیواره‌های این محفظه از لوله‌های رایزر تشکیل شده است که با فاصله کم کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. در محفظه احتراق، سوخت و هوا با یکدیگر واکنش شیمیایی نشان داده و انرژی گرمایی تولید می‌شود. دیواره‌ها یا لوله‌های آب تشکیل دهنده آن‌ها حرارت تولید شده را جذب کرده و بدین ترتیب، آبی که داخل لوله‌ها جریان دارد گرم می‌شود و اگر بویلر از نوع دیگ بخار باشد تبخیر می‌شود. برای جلوگیری از اتلاف انرژی، دیواره‌های محفظه احتراق از بیرون توسط عایق نسوز پوشانده می‌شوند.
مشعل
قلب یک بویلر واترتیوب، مشعل است که وظیفه آن تأمین سوخت و هوا و سوزاندن سوخت به منظور ایجاد حرارت مورد نیاز بویلر است. یک مشعل مناسب باید به نحوی این کار را انجام دهد که احتراق با بازده بالا، آلایندگی کم و پایداری زیاد انجام شود. یک بویلر واترتیوب می‌تواند چند مشعل داشته باشد که با چیدمان خاصی در بویلر قرار می‌گیرند. در بویلرها می‌توان از سوخت‌های مختلف از جمله گاز طبیعی، گازوئیل، گاز مایع (LPG)، مازوت، هیدروژن و … برای تأمین حرارت مورد نیاز استفاده کرد، به شرط آن که مشعل مورد استفاده بتواند با سوخت مذکور کار کند.
درام بخار (Steam Drum)
به شکل یک مخزن استوانه‌ای افقی در بالای بویلر مشاهده می‌شود که لوله‌های رایزر (Riser) و پایین رونده (DownComer) به آن متصل شده‌اند. بخار در لوله‌های رایزر که اطراف محفظه احتراق قرار دارند تولید شده و در درام بالایی جمع می‌شوند. در درام بخار اجزائی مانند جداکننده‌های سیکلون برای جدا کردن ذرات آب مایع از بخار وجود دارند. این اجزاء ذرات آب مایع را از بخار حذف می‌کنند تا بخار خشک از درام خارج شود. همچنین برخی ترکیبات شیمیایی در درام بخار تزریق می‌شوند چرا که اغتشاش جریان داخل درام به اختلاط این ترکیبات با آب کمک می‌کند.
درام لجن (Mud Drum)
این درام در پایین‌ترین قسمت بویلر قرار گرفته و رسوبات و ناخالصی‌های موجود در آب را جمع می‌کند. در بعضی موارد بویلرها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که درام لجن جداگانه ندارند و هدرهای پایینی آب، کار درام را هم انجام می‌دهند.
هدرها (Headers)
هدرها به شکل استوانه‌های افقی در بالا و پایین بویلر که تعداد زیادی لوله از آن‌ها منشعب شده است، قابل مشاهده هستند. هدرها سیال عامل را از لوله‌های مختلف جمع‌آوری کرده یا بین چند لوله تقسیم می‌کنند. به طور کلی دو نوع هدر در یک دیگ واترتیوب وجود دارند:
هدر بالایی: آب گرم و بخار را از رایزرها جمع‌آوری کرده و به درام بخار ارسال می‌کند.
هدر پایینی: در ورودی لوله‌های رایزر قرار گرفته و آب را بین رایزرها توزیع می‌کند.
لوله‌های آب
آب بویلر در داخل لوله‌های آب جریان پیدا کرده و حرارت را از محفظه احتراق دریافت می‌کند. لوله‌های آب بویلر واترتیوب به دو دسته تقسیم می‌شوند:
بالارونده یا رایزر:آب گرم و بخار در لوله‌های رایزر از پایین به سمت درام بالایی جریان پیدا می‌کند.
پایین رونده یا دان کامر:آب خنک از طریق لوله‌های پایین رونده از درام بخار به سمت پایین جریان می‌یابد.
سوپرهیتر (Superheater)
بخار خارج شده از درام بخار در حالت اشباع است و با از دست دادن حرارت تقطیر می‌شود. برای این که دمای بخار بیشتر از دمای اشباع آن شده و بخار به حالت سوپرهیت در آید از یک مبدل حرارتی به نام سوپرهیتر استفاده می‌شود. البته یک بویلر واترتیوب می‌تواند دارای چند سوپرهیتر باشد. در سوپرهیتر، حرارت از محصولات احتراق به بخار منتقل شده و بخار سوپرهیت از آن خارج می‌شود.
اکونومایزر (Economizer)
دود یا محصولات احتراق خروجی بویلر هنوز حاوی مقدار زیادی حرارت هستند. برای استفاده از این حرارت و افزایش بازده سیستم، می‌توان از اکونومایزر استفاده کرد که نوعی مبدل حرارتی است. آب سرد ورودی قبل از ورود به لوله‌های اصلی به اکونومایزر می‌رود. در عین حال، محصولات احتراق خروجی بویلر نیز از اکونومایزر عبور می‌کنند. با این کار، آب ورودی بویلر پیش گرم شده و انرژی گرمایی موجود در محصولات احتراق نیز به شکل مفید مورد استفاده قرار می‌گیرند.
بازگرمکن (Reheater)
در برخی از نیروگاه‌های بخار، بخار ورودی به توربین پس از چند مرحله انبساط، مجدداً وارد بویلر شده، مقداری انرژی جذب کرده و به مراحل بعدی توربین وارد می‌شوند. برای این کار، باید یک مبدل حرارتی دیگر به نام بازگرمکن نیز در بویلر تعبیه شود.
دودکش (Stack)
محصولات احتراق در آخرین مرحله وارد دودکش شده و به اتمسفر تخلیه می‌شوند. البته می‌توان برای حذف بعضی از آلاینده‌های خطرناک و کاهش آلایندگی سیستم دود خروجی را قبل از تخلیه به اتمسفر فیلتر کرد.
پمپ آب تغذیه (Feedwater Pump)
پمپ آب تغذیه وظیفه گردش آب در سیستم و تأمین فشار آب یا بخار لازم را بر عهده دارد.
اجزاء جانبی بویلر واترتیوب
اجزاء جانبی بویلر شامل اجزاء کنترلی، ابزار دقیق و شیرآلات مختلف می‌شود که برخی از آن‌ها عبارتند از:
نشانگر سطح (Water Level Indicator)
شیر اطمینان
شیر تخلیه یا بلودان (Blowdown Valve)
سیستم کنترل شامل کنترلر، سنسورها، عملگرها، نشانگرها و …
