Beim Warmluftkachelofen wird um einen Metallbrennraum und einem dazu passenden Nachheizkasten aus Gusseisen oder Blech eine Ummauerung aufgebaut. Diese Ummauerung kann sowohl eine aus Schamotte aufgebaute und verputzte Mauer als auch ein Kachelmantel sein. Granit, Marmor usw. oder keramische Materialien eignen sich ebenfalls gut zur Oberflächengestaltung.

Beim Warmluft-Kachelofen befindet sich im Sockelbereich eine Öffnung, durch die Luft zwischen den Metallkern und die Ummauerung gelangt. An der heißen Oberfläche des Metallkerns erhitzt sich die Luft, die dann nach oben steigt und durch Lüftungsgitter oder Lüfterkacheln wieder zurück in den Wohnraum gelangt. Dadurch entsteht im Wohnraum eine Konvektion (Luftzirkulation), durch welche die Raumluft relativ schnell aufgeheizt wird. Dafür kühlt der Ofen auch schnell wieder ab, nachdem das Feuer ausgegangen ist. Die Ummauerung oder der Kachelmantel erwärmt sich nur langsam und hat eine geringe Speicherkapazität. Bei längeren Heizphasen erhitzt sich auch die Ummauerung und gibt Strahlungswärme ab. Befindet sich im Brennraum ein Rost, kann der Kachelofen auch mit Kohle beheizt werden. Beim Verbrennen von Kohle ist der Schadstoffausstoß aber viel größer als beim Abbrand von Holz.

Es gibt auch Heizeinsätze für die Verbrennung von Gas oder Öl. Hochwertige Heizeinsätze sind gut ausschamottiert, obwohl dadurch die Zeitspanne bis zur Erwärmung der Raumluft verlängert wird. Immer mehr werden diese Einsätze ohne Rost verwendet. Sie sind somit nur zur Holzverbrennung geeignet. Bei diesen Einsätzen ist das Feuer auf dem Ofengrund. Den Abband erfolgt nach dem gleichen Prinzip wie beim Grundofen. Da die Wärme über die Metalloberfläche schnell an die Luft abgegeben wird, ist die Brennraumtemperatur allerdings geringer als beim Grundofen. Im Nachheizkasten wird dem Rauchgas weitere Wärme entzogen, die für die Raumheizung genutzt wird. Bei Warmluft-Kachelöfen kann aus einer verhältnismäßig kleinen Ofenfläche eine große Heizleistung gewonnen werden.