Главная особенность конструкции коаксиального дымохода в том, что две трубы разного диаметра вложены одна в другую. Само слово «коаксиальный» означает «совпадение осей» и довольно точно передаёт эту характерную особенность устройства. Внутренняя труба меньшего диаметра закреплена перемычками и не касается наружной более широкой трубы. Такая конструкция обеспечивает одновременный вывод дыма и продуктов сгорания наружу по внутренней трубе и приток свежего воздуха с улицы по наружной трубе. Таким образом, котёл с закрытой камерой сгорания не забирает воздух из помещения, а это значит, что в помещении не становится душно и отсутствует запах дыма.
Коаксиальные дымоходы из особого жаропрочного пластика способны выдержать температуру до 205 °С и подходят для конденсационных котлов, так как у них ниже температура продуктов сгорания. Такие дымоходы отличаются низкой ценой, малым весом и простотой монтажа. Однако они накладывают ограничения на температурный режим работы котла и уязвимы к агрессивным веществам, присутствующим в продуктах сгорания. Ещё один недостаток пластиковых коаксиальных дымоходов – их ограниченный срок службы.