過熱蒸汽的原理主要涉及將水加熱至過熱狀態，從而產生高溫、高壓的蒸汽。以下是詳細介紹：
當水在有限的密閉空間中蒸發時，會形成蒸汽分子。這些蒸汽分子處於不斷的熱運動中，會互相碰撞，並且有些會與液體分子相遇並重新成為液體分子。隨著蒸發的進行，空間中的蒸汽分子密度增加，當進入空間的蒸汽分子數與返回液體中的分子數相等時，達到了飽和狀態。濕飽和蒸汽在繼續加熱過程中，水分會進一步蒸發，轉變為乾飽和蒸汽。
如果在乾飽和蒸汽狀態下繼續加熱，蒸汽的溫度會上升，此時就形成了過熱蒸汽。過熱蒸汽的溫度和壓力之間沒有一一對應的關係，其溫度還與蒸汽密度有關。
過熱蒸汽發生器的關鍵組成部分包括供水系統、加熱系統和控制系統。供水系統將水輸送到發生器中，加熱系統通過燃燒器產生的高溫火焰加熱水分至過熱狀態，控制系統監測蒸汽的壓力和溫度，以確保全全運行。