Kocioł pionowy to rodzaj wytwornicy pary, w którym płaszcz kotła jest umieszczony pionowo, a nie poziomo. Podobnie jak wszystkie typy kotłów, kocioł pionowy może mieć konstrukcję wodnorurową lub płomienicową. Kocioł pionowy bardzo różni się od tego, który można znaleźć w typowej lokomotywie parowej, ponieważ kotły te są zwykle ustawione poziomo, a nie pionowo. Kotły pionowe są najczęściej spotykane w mniejszych pojazdach napędzanych parą, takich jak samochody parowe, łodzie i wagony. Jednak w niektórych rzadkich przypadkach stosowano pionowe kotły lokomotyw.
Pionowy kocioł płomieniówkowy, który jest najmniej wydajny, jest najczęściej spotykany we wcześniejszych samochodach parowych, łodziach parowych lub łodziach, a także w niektórych rzadko spotykanych lokomotywach i wagonach parowych. Kocioł płomieniówkowy składa się z pewnej ilości wody wewnątrz płaszcza, przez którą przebiegają puste, pionowe rurki. Gorące gazy z palnika poniżej przepływają przez rury, gdzie podgrzewana rura wytwarza wystarczającą ilość ciepła do wytworzenia pary. Kotły wodnorurkowe są dokładnym przeciwieństwem, ponieważ woda przepływa przez rury, które są ogrzewane przez otaczające je płomienie.
To, czy kocioł pionowy wykorzystuje konstrukcję płomienicową, czy wodnorurową, zwykle zależy od zastosowania. Większość tradycyjnych wyrzutni pary i wcześniejsze samochody parowe wykorzystywały kotły płomienicowe ze względu na ich prostotę i niski koszt materiałów. Jedynym problemem jest to, że cała woda w systemie musi zostać podgrzana od razu; to sprawia, że budowanie ciśnienia jest długotrwałym procesem i niesie ze sobą zwiększone ryzyko wybuchu pary. Z drugiej strony wiadomo, że kotły wodnorurowe bardzo szybko i wydajnie podgrzewają wodę i są najczęściej spotykane w zaawansowanych samochodach parowych i elektrowniach. Jednak ich wadą jest koszt materiałów użytych do ich produkcji.
Kotły pionowe mają wiele zalet i wad, jednak w większości zastosowań zalety wydają się przeważać nad wadami. Jedną z największych zalet kotłów pionowych są kompaktowe rozmiary – kotły poziome zajmują znacznie więcej miejsca, ponieważ są umieszczone w sposób, który zajmuje znaczną długość. Jednak w przypadku kotła pionowego cała obudowa jest ustawiona pionowo; z tego powodu są znacznie bardziej zwarte z perspektywy długości w porównaniu z ich odpowiednikami zorientowanymi poziomo. Taki układ czyni je bardziej praktycznymi w pojazdach o napędzie parowym, które wymagają zwrotności lub bardziej zwartej instalacji parowej. Kolejną zaletą jest to, że poziom wody nie musi być tak starannie utrzymywany, ponieważ objętość podgrzewanej wody zawsze znajduje się nad paleniskiem.
W zależności od ułożenia rur kotły pionowe mogą mieć jednak również swoje wady. W przypadku kotłów płomieniówkowych jednym z nich są straty ciepła. Aby zaoszczędzić miejsce, rury pionowego kotła wymagają skrócenia. Sprawia to, że gazy z palnika nie mogą być całkowicie wykorzystane podczas procesu ogrzewania. Inną wadą jest to, że powierzchnia grzewcza jest ograniczona wielkością podstawy kotła, co może ograniczać wydajność pary.