燃气壁挂炉燃烧加热后，系统里面的水会膨胀，体积增大，采暖系统是封闭的系统，有一定的压力，壁挂炉加热后系统水迅速膨胀，压力也顺着升高，这时系统为了减压，壁挂炉里面装有膨胀水箱，来吸收系统水升高而膨胀的水体积，使系统稳定在一定的范围内，不超过系统压力极限值。 有的采暖系统也可以安装膨胀水箱，系统膨胀水箱可以按两种方法安装：敞开式膨胀水箱与封闭式膨胀水箱，在壁挂炉中一般采用封闭式膨胀水箱，系统的膨胀水箱安装在系统的最高端，这也有利于系统排放系统空气。
燃气壁挂炉的膨胀水箱是分两部分组成，钢制外壳和充有一定体积氮气的橡胶囊组成，充气的大小和壁挂炉功率的大小有关系，可以参照壁挂炉功率大小来定压力值。
工作原理是燃气壁挂炉燃烧通过壁挂炉水泵循环，水温升高，压力值上升，系统水受热迅速膨胀，膨胀多余的水进入膨胀水箱挤压充气橡胶囊，是系统水在迅速膨胀时不损坏壁挂炉系统，系统压力下降，系统水会被重新吸回。
如果燃气壁挂炉在加热后压力迅速上升到极限，并通过泄压阀泄压，这说明膨胀水箱的的气囊有破损，导致膨胀水箱失效，系统压力值显示最大。维修方法是更换膨胀水箱。