催化氧化是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参与的深度氧化作用。在催化氧化过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时催化剂表面具有吸附作用，使反应物分子富集于表面提高了反应速率，加快了反应的进行。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰氧化，并氧化分解为CO2和H2O，同时放出大量热能，从而达到去除废气中的有害物的方法。其反应过程为：在将废气进行催化氧化的过程中，废气经管道由风机送入热交换器，将废气加热到催化氧化所需要的起燃温度，再通过催化剂床层使之氧化，由于催化剂的存在，催化氧化的起燃温度约为250℃~300℃，大大低于直接氧化法的氧化温度650℃~800℃，因此能耗远比直接氧化法为低。
催化作用的机理是一个很复杂的问题，这里仅做简介。在一个化学反应过程中，催化剂的加入并不能改变原有的化学平衡，所改变的仅是化学反应的速度，而在反应前后，催化剂本身的性质并不发生变化。那么，催化剂是怎样加速了反应速度呢了既然反应前后催化剂不发生变化，那么催化剂到底参加了反应没有?实际上，催化剂本身参加了反应，正是由于它的参加，使反应改变了原有的途径，使反应的活化能降低，从而加速了反应速度。例如反应A+B→C是通过中间活性结合物(AB)过渡而成的，即：
A+B→[AB]→C
其反应速度较慢。当加入催化剂K后，反应从一条很容易进行的途径实现：
A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K
中间不再需要[AB]向C的过渡，从而加快了反应速度，而催化剂并未改变性质。
工艺流程示意图：
催化氧化系统特点：
（1）处理效率高，无二次污染，净化效率可达98%以上，确保排气达环保排放标准；
（2）使用范围广，适合组分复杂，大风量、中、低浓度的挥发性有机物（VOC）及恶臭气体；
（3）氧化温度低，运行成本低廉，可合理利用回收余热，节省能源、具有显著的经济效益；
（4）进行无焰氧化，设置多重安全设施，设备运行可靠、生产安全性能高；
（5）设备布置结构紧凑，占地面积小，节省土地和安装费用。
