В системах с естественной циркуляцией, нагреваемый в котле теплоноситель, например, вода поднимается по вертикальной трубе  – «подающему стояку». Подъём воды происходит потому что горячая вода имеет меньший вес (точнее – меньшую плотность), чем холодная и как бы «всплывает» по стояку. Затем вода по трубе  – «разводящей линии» поступает в вертикальные трубы  – «горячие стояки» и через них – в отопительные приборы. В отопительных приборах горячая вода отдаёт часть своей теплоты, остывает и возвращается в котёл по трубе– «обратной линии».

Так как плотность охлаждённой воды увеличилась, она своим весом вытесняет нагретую в котле воду в подающий стояк. В результате возникает непрерывное движение или циркуляция воды в системе отопления. Сила этой циркуляции или циркуляционное давление, зависит от разности температур горячей и «обратной» воды и от высоты расположения отопительного прибора относительно котла. ( Второе обстоятельство объясняет почему в системах водяного отопления с естественной циркуляцией, радиаторы на верхних этажах прогреваются лучше, чем на нижних). Для нормальной работы такой системы отопления требуется, чтобы циркуляционное давление было достаточным для преодоления сопротивлений, которые вода встречает в системе. Это достигается увеличением диаметра труб и созданием более простых по конфигурации схем трубной разводки. В современных жилых домах системы с естественной циркуляцией встречаются всё реже. Мало кому нравятся толстые трубы, с уклоном проложенные по стенам. Ограничиваются возможности архитектурных решений и планировки помещений здания. Такие системы плохо поддаются тепловой регулировке, в них невозможно применять многие современные материалы. Единственным неоспоримым достоинством систем с естественной циркуляцией является их электронезависимость. Если тепловой генератор не требует электричества для своей работы (а найти такие не трудно), то система отопления будет работать даже там, где электроснабжение отсутствует. Системы отопления с принудительной циркуляцией лишены неудобств гравитационных систем отопления. В них перемещение теплоносителя производится специальными насосами, которые заставляют теплоноситель циркулировать по системе. Такие насосы называются циркуляционными и включаются в подающую или обратную магистраль системы отопления. Системы отопления с принудительной циркуляцией дают возможность отапливать здания любой сложности, оставляют простор для любых дизайнерских решений. Трубная разводка выполняется трубами малого диаметра и может быть скрыта в монолите полов и стен. Тепловое управление можно сделать очень гибким и дифференцированным по помещениям. Единственный недостаток систем этого типа – их электрозависимость.

Итак, системы отопления различаются по способу перемещения в них теплоносителя и бывают гравитационными и насосными. Рассмотрим далее, как системы отопления различаются по способу доставки теплоносителя к отопительным приборам. Имеются две схемы разводки – однотрубная и двухтрубная. При двухтрубной разводке теплоноситель проходит последовательно через все приборы, отдавая каждому часть своей теплоты. Каждый последующий прибор при этом будет холоднее предыдущего. Для того, чтобы сохранить необходимую теплоотдачу, каждый последующий прибор должен быть по размерам больше предыдущего. При двухтрубной разводке теплоноситель подаётся отдельно к каждому отопительному прибору от общей магистрали. Все приборы оказываются независимыми друг от друга и получают теплоноситель с одинаковой температурой. В обратную линию теплоноситель отводится тоже отдельно от каждого прибора. Достоинством однотрубной разводки является её дешевизна, т.к. расход труб, соединительных и фасонных изделий меньше, чем для двухтрубной. Недостатком – трудность, а часто и невозможность без дополнительных затрат обеспечить управление температурным режимом в отапливаемых помещениях; необходимость покупать отопительные приборы с большей теплоотдачей, следовательно более дорогие. Главное достоинство двухтрубной разводки – тепловая независимость отопительных приборов и возможность гибко управлять температурным режимом в каждом помещении. Оба вида разводки могут применяться как в системах с естественной циркуляцией, так и с принудительной.