催化燃燒過程是在催化燃燒裝置中進行的。廢氣先通過熱交換器預熱到200～400，再進入燃燒室，通過催化劑床時，碳氫化合物的分子和混合氣體中的氧分子分別被吸附在催化劑的表面而活動。由于表面吸附降低了反應的活化能，碳氫化合物與氧分子在較低的溫度下迅速反應，產生二氧化碳和水。

催化燃燒裝置反應的關鍵是選擇合適的催化劑。對催化劑的要求是：活性高,特別要低溫活性好，以便在盡可能低的溫度下開始反應。燃燒反應是放熱反應，釋放出大量的熱可使催化劑的表面達到500～1000的高溫，而催化劑容易因熔融而降低活性，所以要求催化劑能耐高溫。

催化燃燒設備的優點：可以降低有機廢氣的起始燃燒溫度。例如甲醛在以氧化鋁為載體的Pt催化劑(Pt/Al2O3)的作用下，室溫下就開始燃燒，而直接燃燒法起始燃燒點通常為260～420。燃燒不受碳氫化合物濃度的限制。基本上不會造成二次污染。設備較簡單，投入少，見效快。