Туннельная печь представляет собой прямой туннель, в средней части которого с обеих сторон устроены горелки. Эта часть печи называется зоной обжига. Вагонетки с уложенным на них сырцом подают в печь с одного конца, пройдя печь, они выходят с другого конца.
Продукты горения движутся из средней части — зоны обжига — навстречу вагонеткам с сырцом, подогревают его и, отдав большую часть своего тепла, уходят в дымовой боров, расположенный вблизи входа в туннель.
Эта часть канала называется зоной подогрева. Вагонетки с материалом, пройдя зону обжига, поступают в зону охлаждения.
Продвигаясь к выходу из туннеля, кирпич отдает свое тепло воздуху, идущему затем для горения, и охлаждается. Движение вагонеток осуществляется периодически с помощью специального толкателя.
Средняя скорость движения вагонеток в туннельных печах в зависимости от заданного режима обжига составляет от 1 до 3 м/час. В туннельных печах длину зоны подогрева делают от 45 до 75 м, зоны обжига — 35-40 м и зоны охлаждения — 35-50 м. Общая длина печи достигает 160 м. Для обжига шамотных изделий в последнее время начали применять печи общей длиной 55-60 м. Для продвижения вагонеток вдоль всего туннеля проложены рельсы, ширина колеи которых зависит от ширины печного канала. Чтобы рельсы, колеса, оси и другие металлические части печи и вагонеток не подвергались воздействию высоких температур, стык движущегося пода вагонеток с боковыми стенками туннеля выполняется в виде шпунтового замка с песочным затвором.
С целью уплотнения пода печного туннеля стык вагонеток также иногда делают в «шпунт» и между ними прокладывают валик из шамотной массы, который сдавливается при заталкивании вагонетки в туннель и создает герметичность стыка.
У входной части туннеля, в которую при заталкивании новой вагонетки засасывается холодный воздух, устраивают предварительную камеру, рассчитанную на вместимость вагонетки, и отделяют эту камеру от туннеля и от внешней среды металлическими шторами. Иногда такая камера делается надвижной.
В туннельных печах, так же как и в туннельных сушилах, происходит температурное расслоение продуктов горения по высоте, вследствие чего имеется перепад температур между под сводовым пространством туннеля и на поду вагонеток. Этот перепад в зоне подогрева может достичь большой величины и вызвать неравномерный нагрев материала.
В отличие от обжига в периодических и кольцевых печах все процессы, связанные с обжигом сырца в туннельных печах, полностью механизированы и управление процессом обжига на многих печах автоматизировано. Это, помимо значительного сокращения затраты труда и материальных средств на обжиг, способствует значительному повышению качества изделий.
В туннельных печах могут успешно обжигаться все виды огнеупорных и высоко-огнеупорных изделий — шамотные, динасовые, магнезитовые и хромомагнезитовые.