복합발전이란 열효율 향상을 위해 두 종류의 열 사이클을 조합하여 발전하는 것을 말한다.

복합 사이클 중 가장 대표적인 것은 가스터빈 사이클과 증기터빈 사이클을 결합하여 하나의 발전 플랜트로 운용하는 방식이다.
가스터빈을 주체로 하여 복합 사이클을 형성한 이유는 다음과 같다.
가스터빈 효율은 현재의 30%이며,가스터빈의 열 사이클은 브레이튼 사이클(Brayton Cycle)로 압축기,연소기, 터빈을 통해 이루어진다.
터빈으로 공급되는 연소가스 온도가 1,000 C 이상이고, 대기 중으로 배출되는 배기가스 온도는 500 C 이상으로 배기가스 온도가 높기 때문에 배기가스에 남아 있는 많은 열량이 다른 일을하지 않고 대기 중으로 버려지는 결과로 열효율이 낮다.
가스터빈으로부터 버려지는 열량의 일부를 회수하기 위한 방안으로 배기가스를 배열회수보일러(HRSG:heat Recovery Steam Generator)로 보내 증기를 생산하여 증기터빈을 돌린다.
고온 가스를 이용하여 가스사이클에서 한번 발전한 후 증기 사이클에서 다시 이용하여 총 두 번에 걸쳐 전력을 생산하므로 열효율이 높아진다.