Ketel vertikal adalah jenis pembangkit uap di mana cangkang ketel terletak secara vertikal, bukan horizontal. Sama seperti semua jenis boiler, boiler vertikal dapat berupa pipa air atau konstruksi pipa api. Ketel vertikal sangat berbeda dari yang biasa ditemukan pada lokomotif uap biasa, karena ketel ini biasanya berorientasi horizontal, bukan vertikal. Ketel vertikal paling sering ditemukan pada kendaraan kecil yang digerakkan oleh uap, seperti mobil uap, kapal, dan gerobak. Pada beberapa kesempatan yang jarang, bagaimanapun, boiler lokomotif vertikal telah digunakan.
Ketel pipa api vertikal, yang paling tidak efisien, paling sering ditemukan pada mobil uap sebelumnya, peluncuran uap, atau kapal, dan beberapa lokomotif dan kereta uap yang jarang ditemukan. Ketel pipa api terdiri dari volume air di dalam cangkang dengan tabung vertikal berongga yang mengalir melaluinya. Gas panas dari pembakar di bawah mengalir melalui tabung, di mana tabung yang dipanaskan menghasilkan panas yang cukup untuk membuat uap. Ketel pipa air adalah kebalikannya, karena air mengalir melalui pipa, yang dipanaskan oleh api yang mengelilinginya.
Apakah boiler vertikal menggunakan konstruksi tabung api atau tabung air biasanya tergantung pada aplikasinya. Sebagian besar peluncuran uap tradisional dan mobil uap sebelumnya menggunakan ketel pipa api karena kesederhanaannya dan biaya bahan yang rendah. Satu-satunya masalah adalah bahwa semua air di dalam sistem perlu dipanaskan sekaligus; ini membuat tekanan bangunan menjadi proses yang panjang dan membawa peningkatan risiko ledakan uap. Boiler tabung air, di sisi lain, dikenal untuk memanaskan air dengan sangat cepat dan efisien dan paling sering ditemukan di mobil uap canggih dan pembangkit listrik. Kelemahan dari ini, bagaimanapun, adalah biaya bahan yang digunakan untuk memproduksinya.
Ada banyak keuntungan dan kerugian untuk boiler vertikal, namun di sebagian besar aplikasi, keuntungannya tampaknya lebih besar daripada kerugiannya. Salah satu keuntungan terbesar dari boiler vertikal adalah ukurannya yang ringkas — boiler horizontal membutuhkan lebih banyak ruang, karena ditempatkan dengan cara yang memakan banyak waktu. Namun, pada ketel vertikal, seluruh selubung tegak; karena itu, mereka jauh lebih kompak dari perspektif panjang dibandingkan dengan rekan-rekan mereka yang berorientasi horizontal. Pengaturan seperti itu membuatnya lebih praktis untuk kendaraan yang digerakkan oleh uap, yang menuntut kemampuan manuver atau pembangkit uap yang lebih kompak. Keuntungan lainnya adalah ketinggian air tidak perlu dijaga dengan sangat hati-hati, karena volume air yang dipanaskan selalu berada di atas tungku.
Tergantung pada susunan tabung, bagaimanapun, boiler vertikal juga dapat memiliki kelemahan. Dalam kasus ketel pipa api, salah satunya adalah kehilangan panas. Untuk menghemat ruang, tabung boiler vertikal perlu dipersingkat. Hal ini membuat gas dari burner tidak dapat dimanfaatkan secara maksimal selama proses pemanasan. Kerugian lain adalah bahwa area pemanasan terbatas pada ukuran dasar boiler, yang dapat membatasi keluaran uap.