催化燃烧是一种类似热氧化的方式来处理VOC的,它净化有机物是用铂、钯等贵金属催化剂及过渡金属氧化物催化剂来代替火焰,操作温度较热氧化低一半,通常为250℃～500℃。由于温度降低,允许使用标准材料来代替昂贵的特殊材料,大大地降低设备费用和操作费用。与热氧化相似,系统仍可分为间壁式催化燃烧和蓄热式催化燃烧两类热量回收方式。

间壁式催化燃烧(简称为TR0)是在催化床后设一个换热器,该换热器在降低排放气温度的同时,也预热含VOC，有机废气处理,其热回收达60%～75%。该类氧化器早已用于工业过程。

蓄热催化燃烧(简称为RCO)是一种新的催化技术。它具有RTO高效回收能量的特点和催化反应的低温操作及能量有效性的优点,将催化剂置于蓄热材料的顶部,来使净化达到较优,其热回收率高达95%～98%。RCO系统性能的关键是使用专用的催化剂,浸渍在鞍状或是蜂窝状陶瓷上的贵金属或过渡金属催化剂,允许氧化发生在RTO系统温度的一半,既降低了燃料消耗,又降低了设备造价。

有机废气进入催化燃烧装置的气体首要经过预处理，除去粉尘、液滴及有害组分，避免催化床层的堵塞和催化剂的中毒。

有机废气进行催化床层的气体温度必须要达到所用催化剂的起燃温度，催化反应才能进行。因此对于低于起燃温度的进气，必须进行预热使其达到起燃温度。特别是开车时，对冷时气必须进行预热，因此催化燃烧法较适于连续排气的净化，经开车时对进气预热后，即可利用燃烧尾气的热量预热进口气体。若废气为间歇排放，每次开车均需对进口冷气癸进行预热，预热器的频繁启动，使能耗大大增加。气体的预热方式可以采用电热线也可以采用烟道气加热，目前应用较多的为电加热。

催化燃烧反应放出大量的反应热，因此燃烧尾气温度很高，对这部分热量必须回收。一般首先通过换热器将高温尾气与进口低温气体进行热量交换以减少预热能耗，剩余热量可采用其他方式进行回收，在生产装置排出的有机废气温度较高的场合，如漆包线、绝缘材料等烘干温度可达300度以上，可以不高置预热器和换热器。但燃烧尾气的热量仍应回收。