Das Kraftwerk besteht aus dem Maschinen- und dem Kesselhaus, der Rauchgasreinigungsanlage, der Rauchgasentschwefelungsanlage und einer Anlage zur Entstaubung. Die Kühlung des Kraftwerks erfolgt mittels Flusswasser der Mur.
Das Fernheizkraftwerk Mellach ist mit einer Kraft-Wärme-Koppelung ausgestattet: Ein Teil des Dampfstromes wird aus der Turbine entnommen und in einen Wärmetauscher geleitet, wo der Dampf kondensiert und dabei seine Energie abgibt. Die Gesamt-Energiegewinnung steigt damit von etwa 40 % auf bis zu 68 %. Das Kraftwerk wird jeweils von September bis Mai in Betrieb genommen und liefert bis zu 225 MW Strom und 230 MW Fernwärme.
Als Brennstoffe werden Steinkohle und zusätzlich Erdgas verwendet.