催化燃燒是利用貴金屬催化劑降低廢氣中有機物的活化能，使有機物在較低的溫度(一般在250～300oC左右，不同成分的有機物，其催化燃燒溫度不一樣)下發生無火焰燃燒。其原理是廢氣經過催化劑時，先被吸附至催化劑表面，然后在一定的溫度下發生催化燃燒，達到凈化的目的。目前有機廢氣處理中常用的催化一般為蜂窩狀鈀金屬催化劑和鉑金屬催化劑，催化燃燒方式有電加熱和燃氣加熱，燃燒類型有直接催化燃燒(CO)和蓄熱式催化燃燒(RCO)。催化燃燒一般適用于小風量、高濃度、高溫的氣態有機物，且廢氣中不能含有硫、鉛、汞、砷及鹵素等可使催化劑中毒的因子。
設計注意點
1、能耗：催化燃燒需要在一定溫度條件下進行，對于低溫氣體就必須進行加熱，風量越大其耗能越大，運行成本也就提高;因此選擇此工藝時，在確保收集效率的前提下，盡可能降低排風量，這樣既可提升排氣濃度提升廢氣單位熱值，又可降低風量降低能耗;同時也要考慮熱將尾氣中熱量進行回收。
2、設備開機預熱：設計時設備預熱應為動態，而非靜態預熱;初始預熱階段利用的氣體一般為空氣，而非廢氣，待系統達到設計溫度后方可切換為廢氣。
3、安全：有機廢氣一般屬于易燃易爆性氣體，雖然濃度高可以回收利用有機物燃燒產生的部分熱量，降低能耗，但在處理中必須將其濃度控制在爆炸限范圍內。一般需要設置泄爆片、可燃氣體探測儀、應急排空閥、稀釋閥、防火閥等。
4、熱回收方式：在能耗可接受范圍的情況下，小風量一般采用簡易的列管直接熱交換回收熱;對于能耗超出接受范圍的，大風量一般需要采用蓄熱式催化燃燒，可提高熱回收效率。
