Продукты горения входят в туннель, проходят между сырцом, посаженным на вагонетки. На своем пути они встречают в зоне подогрева движущиеся им навстречу вагонетки с необожженным сырцом, подогревают их и выходят через трубу наружу.
Со стороны туннеля в печь вводится наружный холодный воздух, который, встречаясь в зоне охлаждения с обожженным кирпичом, охлаждает его и сам нагревается до температуры нескольких сот градусов.
В некоторых конструкциях туннельных печей при приближении нагретого воздуха к зоне обжига часть его отбирается для горения и подводится к топкам, остальная же часть, смешиваясь с продуктами горения, поступает в зону подогрева и, проходя между сырцом, движущимся в вагонетках, отдает ему свое тепло. Таким образом в туннельных печах в отличие от кольцевых обжигаемый материал все время движется, последовательно проходя зону подогрева, зону обжига и зону охлаждения, а ввод топочных газов в печь находится все время на одном и том же месте.
Топки туннельных печей устраиваются со стороны боковых продольных стен. Они располагаются непосредственно вдоль зоны обжига.
В зависимости от размеров туннельной печи и рода обжигаемых в ней изделий число топок колеблется от двух до семи с каждой стороны, причем в большинстве случаев они располагаются в шахматном порядке.
При применении твердого топлива, особенно при ручной загрузке, очень трудно поддерживать равномерную температуру в топочном, а следовательно и в печном пространстве.
Для туннельных печей это обстоятельство имеет весьма существенное значение, так как, исходя из принципа их работы, температура в различных зонах туннельных печей, в частности в зоне обжига, должна быть постоянной. Поэтому для туннельных печей чаще всего применяют газообразное или жидкое топливо, при сжигании которого очень легко поддерживать постоянную температуру в зоне обжига.