Heizlokomotiven wurden im Winter genutzt, um Reisezugwagen mit Wärmeenergie zu versorgen. Die abgestellten Wagen kühlen im Winter schnell aus, insbesondere während der nächtlichen Betriebspause. Heizlokomotiven wurden zudem als Ersatz für stationäre Heizanlagen zur Beheizung von Gebäuden oder Weichen, teilweise abseits der Eisenbahn eingesetzt. Heizlokomotiven sind grundsätzlich zu unterscheiden von Heizwagen, die in Züge eingestellt wurden und während der Fahrt für Heizdampf sorgten.
Früher wurde Dampf vom Kessel der Zuglok in die Heizungen der Wagen geführt, die keine eigene Energieerzeugung hatten. Um abgestellte Wagen vorzuheizen, hätte bereits einige Zeit vor dem Einsatz der Wagen eine Lokomotive angekuppelt werden müssen, die dem sonstigen Betrieb entzogen worden wäre. Für diesen Zweck wurden deshalb alte, teilweise nicht mehr im Streckendienst zugelassene Dampflokomotiven benutzt. Gleiches gilt für die Verwendung als Weichenheizung: Hier wurde Dampf vom Kessel der Lokomotive über Leitungen zu den Weichen geleitet, um das Einfrieren im Winter zu verhindern. Heizlokomotiven wurden zudem als Wärmelieferant verwendet, um die Räumlichkeiten der Bahnbetriebswerke (Bw) zu heizen, um warmes Wasser zu liefern oder Wohnungen / Fabriken mit Wärmeenergie zu versorgen.
Die DR-Sprachregelung für im Heizdienst verwendete Dampflokomotiven trifft die Unterschiede am besten:
In den 1980er Jahren spezialisierte sich in der DDR das Raw Meiningen auf den Umbau von Lokomotiven zu Heizloks (Dampfspendern, provisorischen mobilen Heizanlagen) und stationären Heizanlagen, besonders bei den Baureihen 41, 44, 50 und 52.
War eine Dampflokomotive nur noch als Heizlok vorgesehen, wurde an ihr nur eine vereinfachte Revision durchgeführt. Bei vielen Lokomotiven wurde der Mischvorwärmer stillgelegt und durch eine zweite Strahlpumpe ersetzt. Auch bekamen nur die zum Heizen benötigten Baugruppen wie der Kessel eine vollwertige Untersuchung. Fotos von Heizloks zeigen, dass man häufig, um den Zug zu verbessern und den Rauch abzuleiten, mehr oder weniger provisorische, hohe Schornsteine auf den ursprünglichen Lokomotivschornstein aufsetzte. Bei rollfähigen Lokomotiven war diese Erhöhung offenbar meist auf einem Gestell montiert, unter dem die Lok herausgefahren bzw. -gezogen werden konnte.
Die ölgefeuerte Neubaulok 10 002 der Bundesbahn endete als Heizlok.
Es wurden zudem feste Anlagen gebaut, die die Aufgaben der Heizloks übernahmen und die bereitgestellten Züge mit Dampf versorgten, ähnlich der heutigen elektrischen Zugvorheizanlage. Vereinzelt überlebten die Loks in den Betriebswerken als Heizung, teilweise bis nach 1990.
