Grundprinzip einer Kraft-Wärme-Kopplung ist die dezentrale Nutzung der (gleichzeitig bereitgestellten) Elektrizität und Wärme. Das grundsätzliche Prinzip eines Motor-BHKWs erläutert die folgende Abbildung.

 

Dabei wird einerseits die Antriebskraft des Motors im Generator umgewandelt in eine Produktion von Strom und andererseits dem Motor im Bereich des Kühlwassers sowie des Abgasstroms über Wärmetauscher Wärme entnommen und der Erwärmung von Heizwasser bzw. Prozessdampf zugeführt. Ökologisch gesehen werden gegenüber der getrennten Erzeugung von Strom in große Kondensationskraftwerken und der Wärme in konventionellen Niedertemperatur- oder Brennwertkesseln erhebliche Mengen an Primärenergie eingespart. Diese Einsparungen beziffern sich je nach eingesetzter Technologie und Größenklasse des BHKWs auf 20% - 40% der Primärenergie sowie 40% - 50% in Bezug auf die CO₂-Emission.
Neben den mittels konventioneller fossiler Energieträger wie Erdgas, Flüssiggas und Heizöl betriebenen Blockheizkraftwerken (BHKW) stehen verstärkt auch BHKW-Technologien zur Verfügung, die eine Nutzung von Biomasse ermöglichen.
Hierzu gehören Biogas-BHKW. Außerdem können biogene Treibstoffe wie Deponie-, Klär- und Grubengas in BHKW-Anlagen genutzt werden.

In der überwiegenden Anzahl der Anwendungungen werden BHKW-Anlagen anhand des Wärmebedarfs des Versorgungsobjektes (z. B. Hotel, Fitnessclub, Krankenhaus, Industrie) ausgelegt. Dabei bildet die thermische Jahresdauerlinie die Grundlage und entscheidet darüber, wieviele Stunden pro Jahr das BHKW mit welcher Leistung Strom produzieren kann. Blockheizkraftwerke werden grundsätzlich auf die Grundlast des Versorgungsobjektes ausgelegt, um möglichst viele Vollbenutzungsstunden im Jahr in Betrieb zu sein.
Dabei gilt die (grobe) Faustregel, dass die thermische Leistung der BHKW-Anlage rund 10-30% der ausgelegten Heizkesselleistung des Versorgungsobjekts betragen sollte. Dadurch werden meist 40-70% des Wärmebedarfs eines Versorgungsobjekts durch die BHKW-Anlage abgedeckt.
Die Spitzenlast des Versorgungsobjektes wird durch die investiv deutlich kostengünstigere Kesselanlage realisiert. Um eine möglichst hohe Verfügbarkeit der Anlage gewährleisten zu können, sollte ein besonderes Augenmerk auf eine gute Wartung und Instandsetzung der BHKW-Anlage gelegt werden.