催化燃烧技术通过在燃烧系统中添加催化剂，使可燃性的 VOCs在催化剂表面发生非均相氧化反应，于250～400℃左右将VOCs催化氧化分解为CO₂和H₂O等。催化燃烧较热力焚烧温度低，可以显著降低设备运行费用，但当废气中含有能够引起催化剂中毒的硫、卤素有机化合物时，不宜采用催化燃烧法。

无论是热力焚烧法还是催化燃烧法都需要将废气加热到相应的燃烧温度。如果废气中有机物的浓度较高，废气燃烧后所产生的热量可以维持有机物分解所需要的反应温度，采用燃烧法是一种经济可行的方法。传统的催化燃烧技术和高温焚烧技术由于换热效率低，当废气中有机物浓度较低时，需要大量能耗，治理设备运行费用高。为了提高热利用效率，降低设备的运行费用，近年来发展了蓄热式热力焚烧技术（RTO）和蓄热式催化燃烧技术（RCO）。蓄热系统是使用具有高热容量的陶瓷蓄热体，采用直接换热的方法将燃烧尾气的热量蓄积在蓄热体中，高温蓄热体直接加热待处理废气，换热效率可达到90%以上，而传统的间接换热器的换热效率一般在50%~70%。蓄热式（催化）燃烧技术的发展大大拓宽了催化燃烧技术和高温焚烧技术的应用范围，可以在较低VOCs浓度下使用，近年来得到了广泛应用，并逐步替代了传统的（催化）燃烧技术（特别是低浓度范围的VOCs废气治理）