一般蒸汽锅炉的水循环即为自然循环。

蒸汽锅炉自然循环的原理在冷态时，下降管和上升管中的水温度相同，管中的水则不流动。在热态时，上升管受热逐渐产生蒸汽，而下降管不受热，管中仍是水。由于蒸汽的密度小于水的密度，故上升管中汽水混合物的平均密度小于下降管中水的密度，这个密度差使上升管中的汽水混合物向上流动，下降管中的水向下流动，形成水的循环，这就是蒸汽锅炉自然循环的基本原理。由此原理可知，蒸汽锅炉自然循环是靠汽水密度差进行的。一般蒸汽锅炉的水循环即为自然循环。

蒸汽锅炉自然循环的自补偿特性在同一循环回路中，当各根上升管的热负荷不均衡时，由于同一回路有共同的下降管，压差相同，故受热强的管子中蒸汽含量多，其重位压头减少，流速增加，一般情况下循环流速也相应增加。相反，受热弱的管子循环流速下降。这种受热强流速增加、受热弱流速降低的特性，称为自然循环的自补偿特性。这个特性有利于保障蒸汽锅炉的安全。