兩段煤氣發生爐自上而下由干餾段和氣化段組成，煤先從爐頂煤倉經兩組下煤閥進入爐體，煤在干餾段經過充分的干燥和長時間的低溫干餾，逐漸形成半焦，進入氣化段，熾熱的半焦在氣化段與爐底鼓入的氣化劑充分反應，經過爐內還原層，氧化層而形成灰渣，由爐柵驅動從灰盆自動排出。 

       煤在低溫干餾的過程中，以揮發份析出為主生成的煤氣稱為干餾煤氣，組成兩段爐的頂部煤氣約占總煤氣量的40%，其熱值較高，溫度較低，并含有大量的焦油。這種焦油為低溫干餾產物，其流動性較好，可采用靜電除塵器捕集起來，作為化工原料和燃料。在氣化段，熾熱的半焦和汽化劑經過還原、氧化等一系列化學反應生成的煤氣，稱為氣化煤氣。

       組成兩段煤氣發生爐的底部煤氣，約占總煤氣量的60%，其熱值相對較低，溫度較高，因煤在干餾段低溫干餾時間充足，進入氣化段的煤已變成半焦，因此生成的氣化煤氣沒有焦油，又因距爐柵灰層較近，所以含有少量飛灰。底部煤氣就可經旋風除塵器及風冷器等設備來處理，這樣對于使用冷凈化煤氣的用戶，便可不采用水洗法就能使用上冷凈化煤氣，從而避免了大量酚水無法處理的缺點。

       兩段煤氣發生爐有上下兩個出口，可輸出不同熱值的煤氣，其氣化效率和綜合熱效率均比單段爐高，煤炭經過爐內上段完全干餾，下段煤氣基本沒有焦油，上段煤氣含有少量輕質焦油，不易堵塞管道，熱值高而且穩定，操作彈性大，自動化程度高，勞動強度低。不污染環境，節水顯著，占地面積小，長期運行成本低。