催化燃燒設備是根據吸附（效率高，適用范圍廣）和催化燃燒（低溫焚燒，節能）兩個基本原理設計，采用雙氣路連續工作，一個催化燃燒室，幾個活性炭吸附床交替使用。先將有機廢氣用活性炭吸附濃縮，當快達到飽和時活性炭停止吸附，然后用熱氣流將有機廢氣從活性炭上脫附下來，使得活性炭可以再生利用；脫附下來的有機物已被濃縮（濃度較原來提高幾十倍）并送往催化燃燒室進行催化氧化反應，使廢氣生成二氧化碳及水蒸氣排出。

催化燃燒反應是放熱反應，放出的熱量被回收利用，催化燃燒室可維持自燃，不用外加熱，整個廢氣處理過程幾乎只消耗風機的功率，所以比較節能。催化燃燒產生的少部分熱尾氣排入大氣，大部分被回收利用送往活性炭吸附床，用于活性炭脫附再生的熱量供給。這樣可滿足燃燒和脫附所需的熱能，達到節能的目的。