복합화력은 천연가스나 경유 등의 연료를 사용, 1차로 가스터빈을 돌려 발전하고 가스터빈에서 나오는 배기가스열을 다시 보일러에 통과시켜 증기를 생산해 2차로 증기터빈을 돌려 발전하는 것이다. 복합화력은 두 차례에 걸쳐 발전을 하기 때문에 장점이 많다. 우선 기존 화력보다 열효율이 10% 정도 높다. 공해가 적고 정지했다가 다시 가동하는 시간이 짧다는 장점도 있다. 또 건설기간이 유연탄화력(50만㎾급 46개월)에 비해 3분의 1 정도 짧은 30개월 정도에 불과해 긴급한 전력 계통을 위해 건설되기도 한다. 국내에는 1992년 11월 준공된 서인천 복합화력과 1993년 9월 완공된 안양 복합화력이 대표적인 복합화력발전소이다.