催化燃烧是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参与深度氧化作用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低活化能，同事使反应分子富集于表面提高了反应速率。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O2，同时放出大量热能。
催化燃烧的特点：
1.起燃温度低，节省能源。有机废气催化燃烧与直接燃烧相比，具有起燃温度低，能耗小的显著特；
2.适用范围广，催化燃烧几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体。对于有机化工、涂料、绝缘材料等行业排放的低浓度、多成分、又没有回收价值的废气，采用吸附-催化燃烧法的处理效果；
3.处理效率高，二次污染，用催化燃烧法处理有机废气的净化率一般都在95%以上，最终产物为无害的CO2和H20，因为无二次污染问题，此外，由于温度低，能大量减少NOx的生成。
催化燃烧是放热反应，放热量的大小取决于有机物的种类及其含量。依靠废气燃烧的反应热，维持催化燃烧过程持续进行是最经济的操作方法，而能否以自热维持体系的正常反应，则取决于燃烧过程的放热量、催化剂的起燃温度、热量回收率、废气的初始温度。以净化含甲苯的废气为例，设3种废气中分别含有甲苯mg/m3，催化剂的相应起燃温度分别为℃，废气的初始温度分别为30、150℃，热交换器的效率与需补充能量的关系如表2所示（表中t1、t2、t3、t4、t5分别表示废气初始温度、经热交换器预热后的温度、进催化床的温度，出催化床的温度及净化气经热交换器换热后放空的温度）。从表2可见，热交换器的效率越高，催化剂的起燃温度越低，废气的初始温度越高，实现自热运转可能性越大。而5000mg/m3左右的有机物残留量在工业有机废气中是常见的，只要热交换器的换热效率达到50%～60%，就可利用热交换器回收燃烧反应热来维持催化燃烧体系的进行。
催化燃烧的主要优点是操作温度较低，燃料耗量低，保温要求不严格，能减少回火及火灾危险．其缺点是催化剂较贵，需要再生，基本建设大．大颗粒物及液滴应预先除去，不能用于使催化剂中毒的气体。
