Une chambre de combustion doit satisfaire des contraintes sévères :

• assurer une combustion complète du combustible ;
• réduire les émissions de polluants ;
• minimiser la perte de charge (qui représente un surcroît de compression) ;
• assurer une bonne stabilité de la température d'entrée turbine ;
• occuper un volume aussi réduit que possible tout en permettant un bon refroidissement des parois.

Le schéma ci-dessous représente la coupe d'une chambre de combustion du type tube de flamme, très communément rencontrée en pratique.

Dans la partie gauche, arrive l'air comprimé qui sort du compresseur. Il se scinde en deux courants, l'un qui assure le refroidissement des parois, l'autre qui pénètre directement dans la chambre de combustion, où il sert de comburant au combustible injecté en partie centrale. Compte tenu du faible excès d'air local, la flamme atteint une haute température (jusqu'à 2500 K) dans la zone primaire. Par des trous disposés à la périphérie des tubes de flamme, l'air extérieur revient se mélanger aux gaz brûlés dans la zone transitoire, où la température redescend autour de 2000 K, puis dans la zone de dilution, où l'on cherche à réaliser un flux de gaz de température aussi stable que possible pour éviter les risques de surchauffe locale ou momentanée.

Dans les chambres à barillet de tubes de flammes, six à douze tubes de ce type sont montés en parallèle autour de l'axe de la turbine à gaz. Ils sont interconnectés de manière à équilibrer les pressions et permettre la propagation de l'allumage.

Deux autres types de chambre existent :

• les chambres à silos : dans ce cas, les chambres, séparées de l'axe, sont de taille beaucoup plus importante, ce qui permet de mieux maîtriser la combustion, notamment en ce qui concerne les émissions de polluants (NOx) ;
• les chambres annulaires : la chambre comporte une seule enceinte, annulaire, le carburant étant injecté en de nombreux points. On peut ainsi obtenir une flamme plus courte et un meilleur rendement de combustion.

Les efforts des constructeurs portent essentiellement aujourd'hui sur la réduction des émissions de polluants, en particulier des oxydes d'azote.

Caractéristiques thermodynamiques