De werking van een pelletkachel wordt volledig electronisch gestuurd. Alle pelletkachels hebben dan ook elektriciteit nodig, het is aan te raden de pelletkachel op een geaard stopcontact aan te sluiten.
Vanuit het reservoir worden de pellets met behulp van een vijzel (ook wel wormschroef, schroef van Archimedes genoemd) naar het branderbakje gevoerd. De controle unit regelt naar gelang de warmtevraag de hoeveelheid toegevoerde pellets. Hoe hoger de warmtevraag, hoe meer pellets de pelletkachel zal verbruiken.
Iedere pelletkachel heeft een gloeispiraal om de kachel aan te steken. Vanaf het moment dat de pelletkachel in werking wordt gesteld zal de gloeispiraal gaan gloeien en blaast de ventilator zuurstof in de verbrandingskamer. De pelletkachel ontsteekt na 5-10 minuten.
Na het ontsteken meet de thermostaat (meestal aan de achterzijde van de pelletkachel) de omgevingstemperatuur en vergelijkt deze met de gewenste, door de gebruiker ingegeven temperatuur. De meeste pelletkachels hebben de mogelijkheid op 5 standen (hoog-laag) te branden. Zodra de gewenste temperatuur is bereikt schakelt de pelletkachel over naar de spaarstand en verbruikt een minimum aan energie en pellets. Op de spaarstand geeft de pelletkachel, afhankelijk van type en vermogen, nog 2 tot 6 kilowatt warmte.
Veel pelletkachels hebben ook de mogelijkheid automatisch aan- of uit te schakelen bij het bereiken van de gewenste temperatuur.
Volgens bovenstaand principe kan de pelletkachel ook geprogrammeerd worden om op vooraf ingegeven tijden in- of uit te schakelen.
De (minimale) rookgassen worden middels de rookgasventilator geforceerd afgevoerd door het rookkanaal. Een pelletkachel voert de rookgassen dus geforceerd af en heeft aan een minimale trek in het rookkanaal van 10 Pa voldoende voor een goede werking. Een conventionele schoorsteen (tot boven de nok) is voor de goede werking van een pelletkachel niet vereist. Dankzij de volledig gecontroleerde verbranding is de maximale temperatuur van de rookgassen 200 °C.