Kraft-Wärme-Maschinen (z.B. Turbinen oder Motoren) erzeugen aus einem flüssigen oder gasförmigen Brennstoff mechanische Energie und wandeln diese in einem Generator in Strom um. Die dabei entstehende Abwärme, die in herkömmlichen Kraftwerken ungenutzt an die Umgebung abgegeben wird, kann zur Beheizung, als Prozesswärme oder zur Kälteerzeugung genutzt werden. Deshalb spricht man von Kraft-Wärme-Kopplung. Sie zeichnet sich im Vergleich zur getrennten Strom- und Wärmeerzeugung durch einen deutlich höheren Wirkungsgrad und somit durch effizientere Energienutzung aus. KWK ist zur Zeit die ökologisch sinnvollste Nutzung von fossilen Brennstoffen und regenerativen Energien. Sie entlastet die Umwelt und schont die Ressourcen. Auch in Brennstoffzellen wird das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung genutzt: Die bei der Elektrolyse entstehende Wärme wird über einen Kühlkreislauf (Wärmetauscher) ausgekoppelt und zur Heizung, Warmwasserbereitung oder (bei Hochtemperatur- Brennstoffzellen) zur Dampferzeugung genutzt. Kleine, dezentrale Anlagen zur Kraft-Wärme-Kopplung (Mikro-/Mini-BHKWs) erzeugen Strom und Nutzwärme dort, wo die Energie gebraucht wird. Transportverluste entfallen, zudem kann überschüssiger Strom ins Netz eingespeist werden. Der Stromanteil aus Anlagen zur Kraft-Wärme-Kopplung soll nach den Zielen der Politik bundesweit von derzeit rund 12 auf 25 % verdoppelt werden.