催化燃烧是采用催化剂的高还原性，将有害气体中的可燃气体在低温状态下氧化分解的进化方式；对于碳氢化合物，在催化剂与280℃的作用下，可分解生成CO2和H2O并且释放热量；催化燃烧与RTO蓄热式热力焚烧功能一样，只不过RTO蓄热式热力焚烧是将其在780℃高温环境进行焚烧。而催化燃烧也是将净化处理的有害气体先混合均匀后，然后再预热器的作用下升温，达到所需的起燃温度，使其有害气体中的可燃组分开始氧化放热反应。
通常，催化剂的处理温度在200~400℃，空塔速度取10000~15000h-1，滞留时间为0.24~0.14s。空塔速度的选择，有废气的种类有关，沸点越高的有机物，滞留时间越短，空塔速度越低。有害成分温度愈高，可燃组分浓度愈高，催化剂起燃温度越低，则预热所需的热量越少。在一定浓度下，生成的氧化反应热已经能够维持连续的反应过程而不再需要外加热辅助热量，则已经达到自然状态。
