Станція спалює два види палива –– мазут марок М-40, М-100 та природний газ.

Мазут постачається залізничним транспортом. До мазутного господарства входить:

• двониткова естакада зливу мазуту з фронтом зливу – 26 цистерн
• приймальний резервуар місткістю 1000 м³
• три резервуари для зберігання мазуту місткістю 20 000 м³ кожний
• два перекачувальні насоси продуктивністю 600 м³/год кожний.

Природний газ надходить від газорозподільчої станції (ГРС) під тиском 12 кгс/см² по газопроводу діаметром 1000 мм на газорозподільчий пункт (ГРП) ТЕЦ і далі по трубопроводам діаметром 1000 мм у котельне відділення головного корпусу та на ПВК.

Протягом складних за паливозабезпеченістю опалювальних сезонів останніх років тимчасове переведення станції з газу на мазут в буквальному розумінні рятувало харківську регіональну систему від колапсу. Таким чином, Харківська ТЕЦ-5 відіграє надзвичайно важливу роль як підприємство, здатне достатньо швидко змінити пропорції у виробництві теплової та електричної енергії та є важелем стабілізації тиску газу в газорозподільчій мережі міста.