催化燃烧设备是根据吸附（效率高，适用范围广）和催化燃烧（低温焚烧，节能）两个基本原理设计，采用双气路连续工作，一个催化燃烧室，几个活性炭吸附床交替使用。先将有机废气用活性炭吸附浓缩，当快达到饱和时活性炭停止吸附，然后用热气流将有机废气从活性炭上脱附下来，使得活性炭可以再生利用；脱附下来的有机物已被浓缩（浓度较原来提高几十倍）并送往催化燃烧室进行催化氧化反应，使废气生成二氧化碳及水蒸气排出。

催化燃烧反应是放热反应，放出的热量被回收利用，催化燃烧室可维持自燃，不用外加热，整个废气处理过程几乎只消耗风机的功率，所以比较节能。催化燃烧产生的少部分热尾气排入大气，大部分被回收利用送往活性炭吸附床，用于活性炭脱附再生的热量供给。这样可满足燃烧和脱附所需的热能，达到节能的目的。