催化燃烧废气处理设备的催化氧化是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参与的深度氧化作用。
在催化氧化过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰氧化，并氧化分解为CO2和H20，同时放出大量热能，从而达到去除废气中的有害物的方法。
催化燃烧的反应过程为：在将废气进行化氧化的过程中，废气经管道由风机送入热交换器，将废气加热到催化氧化所需要的起燃温度，再通过催化剂床层使之氧化，由于催化剂的存在，催化氧化的起燃温度约为250-300℃，低于直接氧化法的氧化温度650-800℃，因此低能耗远比直接氧化法为低。
催化燃烧是用催化剂使废气中可燃物质在较低温度下氧化分解的净化方法。所以，催化燃烧又称为催化化学转化。由于催化剂加速了氧化分解的历程，大多数碳氢化合物在300~450℃的温度时，通过催化剂就可以氧化完全。
与热力燃烧法相比，催化燃烧所需的辅助燃料少，能量消耗低，设备设施的体积小。但是，由于使用的催化剂的中毒、催化床层的更换和清洁费用高等问题，影响了这种方法在工业生产过程中的推广和应用。
