Das Kraftwerk ist mit einer Nennleistung von 765 MW und somit das leistungsstärkste Wärmekraftwerk. Es besteht aus zwei Blöcken, dem Block A (Inbetriebnahme 1974) und dem Kombiblock B (Inbetriebnahme 1978). Zusätzlich stehen zwei schnellstartende Gasturbinen zur Verfügung. Als Brennstoff kommt grundsätzlich Erdgas zur Verwendung.
Eine deutliche Verbesserung der Umweltleistung wurde im Zuge des zwischen 1998 und 2000 realisierten Modernisierungsprojekts erreicht. Mit einer neuen Gasturbine und der Schaffung der Möglichkeit zur Wärmeauskopplung für Zwecke der Fernwärmeversorgung sowie durch eine hocheffiziente Rauchgasreinigungsanlage konnten die Emissionen deutlich gesenkt werden. Einen wichtigen Baustein für die Versorgungssicherheit bilden dabei die Absicherung der Gasbelieferung durch Vorhaltung ausreichender Erdgasspeicherkapazitäten in den Erdgasspeichern der RAG – einem Konzernunternehmen der EVN.
Beim Kraftwerk Theiß befindet sich auch der größte Fernwärmespeicher Europas, mit einem Fassungsvermögen von 50.000 Kubikmeter Wasser. Mit der Nutzwärme des Kraftwerkes Theiß werden die Stadt Krems an der Donau sowie die Gemeinden Gedersdorf und Grunddorf mit Wärme versorgt.