系统启动之前，先由冷水管向系统内充满水，然后锅炉开始加热。当水温升高后，容重开始降低，热水沿供水管上升流入散热器，在散热器中散热后温度降低，沿回水管流回锅炉再次被加热，如此循环往复。
在水的循环流动过程中，由于锅炉中的热水与散热器内的冷水存在着温度差，形成一定的容重差值，该容重差便是促使水在系统中循环的动力，所以该系统称为自然循环热水供暖系统或重力循环热水供暖系统。