A fatüzelésű hőtároló képességgel rendelkező kandallókályhák működésének alapelve az égetési folyamat során nyert hőenergia hatékony felhasználása. Ahogy a neve is sugallja, ez a fűtési forma a hőt felhalmozza, majd fokozatosan szabadítja fel a fűtött helységbe sugárzás útján. A hősugárzás a hőenergia felszabadításának olyan folyamata, amely nagyban függ a felhasznált hőtároló anyagtól, mivel éppen a hőtároló anyag halmozza fel a hőt, majd sugárzás útján továbbítja azt hosszú órákon keresztül még az után is, amikor maga a tűz már kialudt a tűztérben. A hőtárolós fatüzelésű kandallókályhák általában két fő részből állnak. A belső kandallóbetétből, mely legtöbbször egy kiváló minőségű acélból készül, amelynek burkolatát a külső rész, nevezetesen a kivételesen jó akkumulációs tulajdonságokkal rendelkező anyagok alkotják, pl. kerámia burkolólapok, samott téglák stb. A kandallókályha tűzterében zajló égési folyamatból felszabaduló hő a belső kandallóbetét külső burkolatán keresztül kerül át a már említett hőtároló anyagokba, ahol felhalmozódik, majd ezt követően a fűtött térbe kerül. A kandallókályhák klasszikus légfűtéses modelljeihez képest az a különbség, hogy a hőt nem a rácsokon keresztül adják le, hanem bent tartják, ahol miközben a fa ég, a tároló anyag folyamatosan melegszik, és a kandallókályha teljes felületükről hőt sugároz. Műszaki szempontból alapvetően elektromágneses sugárzásról van szó, így a hőenergia átadásnak ugyanazon módjáról beszeélünk, mint a napsugárzás esetén. Az akkumulációs kandallók kiváló választást jelentenek az alacsony energiafelhasználású házak számára.
