根据传热学原理，在热水锅炉受热面管子的横截面上，水温分布不同，管壁处水温较管中心水温高。因此，就可能在某管的横截面上，当平均水温尚未达到饱和温度ts时管内壁温度tb却超过了饱和温度。当两者温差达到一定数值时，管内壁开始产生气泡，发生汽化，气泡与欠热水接触时冷凝消失，称为过冷沸腾。
过冷沸腾发生时，管内壁汽化处水的盐类蒸浓后可结成水垢，随着水垢逐渐变厚，管内径逐渐变小，管内壁粗糙度变大，流动阻力逐渐增大，进入管内的水流量越来越少，汽化、结垢愈加严重，垢层的持续增厚使热阻不断增大，最终造成管壁超温，出现过热变形，甚至过烧爆管。
从过冷沸腾的定义中可看出，当管内壁温度tb达到水的饱和温度ts时，并非立即发生过冷沸腾，只有当两者之差增大到一定数值时才会发生。能发生过冷沸腾的最小(tb-ts)值，称为管壁过热度。
要发生过冷沸腾，首要条件是管壁温度超过饱和温度。因此热水锅炉在受热面管热流密度处及受热面管内水温度处，最容易发生过冷沸腾。像汽包等热流密度小的部位，是不会发生过冷沸腾的。
