Es beginnt alles mit der Menge an Energie, die Holz in sich trägt, bzw. dem Heizwert von trockenem Holz, der mit 4 kWh pro Kilogramm angegeben wird. In den Brennraum eines Ofens werden in der Regel zwischen 4 kg und 10 kg Holz gelegt und angezündet. Der in der Holzfaser gebundene Kohlenstoff löst sich nach dem Anzünden ab einer gewissen Umgebungstemperatur gasförmig auf (Umwandlung in brennbares Gas) und erzeugt als Flamme Wärme. Die am Schluss verbleibende Glut ist das Kohlenstoffgerüst, das nach der Hauptentgasung übrig bleibt und langsam zusammenbricht. So viel zur Physik, doch jetzt geht es um den Ofen: Ein Teil der Wärme ist die Brennraumwärme des Kachelofens oder Kamins, also die unmittelbare Abstrahlung im Zentrum der Energiefreisetzung. Der andere große Teil der Energie steckt aber noch in den aus dem Brennraum kommenden, bis zu 800 °C heißen Heizgasen.

Diese Energiemengen können als Wärme genutzt werden, indem ihnen mit unterschiedlichen Wärmetauschersystemen ihre Temperatur entzogen wird. In metallischen Nachheizflächen werden die Rauchgase schnell gekühlt und als Warmluft für große Heizleistungen verwendet. Strömen die Heizgase aber durch Zugkanäle einer Speichermasse, so wird diese aufgeheizt und gibt dann über Stunden eine gleichmäßige Strahlungswärme ab.

Ein Speicherofen wird einmal befüllt und angefeuert. Das Holz verbrennt zügig mit heller Flamme. Bis zu Beginn der Glutphase wird ein Großteil der Energie als Wärme freigesetzt. Der keramische Speicher nimmt die Spitzen auf und gibt sie zeitversetzt wieder ab, wenn das Feuer schon lange erloschen ist.

Im Speicherofen wird die Wärme in der keramischen Nachheizfläche gespeichert und über die Ofenoberfläche langsam abgegeben. Dadurch werden hohe Leistungsspitzen und zu hohe Raumtemperaturschwankungen vermieden. Man spricht von einem Grundofen, wenn auch die Feuerraumkonstruktion gemauert ist. Ist diese aus Metall nennt man dies einen Kombi-Ofen, da hier ein Teil der verfügbaren Wärmeenergie als Warmluft an den Raum abgegeben wird und damit für eine schnellere Wärmeabgabe sorgt. Der Rest wird gespeichert und über viele Stunden langsam abgegeben. Je nach verwendeter Speichermasse benötigt der Ofen eine längere Aufheizzeit. Doch hält dann die Wärmeabgabe auch über viele Stunden an. Moderne Speicheröfen können den Wohnraum aber auch schnell erwärmen, indem sie Wärme direkt über die große Glasscheibe abgeben.