Hier wird der Dampf auf weit über 100°C erwärmt. Wenn Wasser siedet und zu Dampf wird, vergrößert sich sein Volumen um das 1700 fache. Mit dem dadurch entstehenden Druck kann Arbeit verrichtet werden.

Voraussetzung für die Funktionsfähigkeit der Modellbau Dampfmaschinen sind passgenaue Maschinenteile und eine stabile Kesselkonstruktion. Die Heißdampf - Hochdruck - Maschine besitzt zwei Röhrensysteme. Das Wasser wird im Kessel auf 100°C erhitzt und über das zweite Rohrsystem (Überhitzer), welches mit Rauchgas oder Feuer bestrichen wird, "überspannt" und dadurch eine Temperatur um die 350°C erreicht. Die Dampfspannung beträgt dabei max. 15 bis 20 bar. Der Wasserdampf der aus dem Zylinder austritt, muss hier nicht wie bei einer Niederdruckdampfmaschine abgekühlt werden (Auspuffbetrieb). Der Wegfall einzelner Komponenten (Kondensator), erleichtert die Maschine erheblich. Gegenüber einer Niederdruckmaschine produziert die Maschine auch eine höhere Energiedichte, welche den Verbrauch von Treibstoff / Zeit verringert. Vorteil der Rauchrohrkonstruktion sind hohe Energiereserven, bei schnell wechselnden Dampfverbrauch und eine geringe Empfindlichkeit gegen Speisewasserverunreinigung. Ihre schnelle Umsteuerbarkeit von Vorwärts- und Rückwärtsfahrt (2 - 3s) ist ein weiterer Vorteil dieser Konstruktion.