催化燃燒技術通過在燃燒系統中添加催化劑，使可燃性的 VOCs在催化劑表面發生非均相氧化反應，于250～400℃左右將VOCs催化氧化分解為CO₂和H₂O等。催化燃燒較熱力焚燒溫度低，可以顯著降低設備運行費用，但當廢氣中含有能夠引起催化劑中毒的硫、鹵素有機化合物時，不宜采用催化燃燒法。

無論是熱力焚燒法還是催化燃燒法都需要將廢氣加熱到相應的燃燒溫度。如果廢氣中有機物的濃度較高，廢氣燃燒后所產生的熱量可以維持有機物分解所需要的反應溫度，采用燃燒法是一種經濟可行的方法。傳統的催化燃燒技術和高溫焚燒技術由于換熱效率低，當廢氣中有機物濃度較低時，需要大量能耗，治理設備運行費用高。為了提高熱利用效率，降低設備的運行費用，近年來發展了蓄熱式熱力焚燒技術（RTO）和蓄熱式催化燃燒技術（RCO）。蓄熱系統是使用具有高熱容量的陶瓷蓄熱體，采用直接換熱的方法將燃燒尾氣的熱量蓄積在蓄熱體中，高溫蓄熱體直接加熱待處理廢氣，換熱效率可達到90%以上，而傳統的間接換熱器的換熱效率一般在50%~70%。蓄熱式（催化）燃燒技術的發展大大拓寬了催化燃燒技術和高溫焚燒技術的應用范圍，可以在較低VOCs濃度下使用，近年來得到了廣泛應用，并逐步替代了傳統的（催化）燃燒技術（特別是低濃度范圍的VOCs廢氣治理）