催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應器、熱回收系統和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成，如右圖所示。其凈化原理是：未凈化氣體在進入燃燒室以前，先經過熱交換器被預熱后送至燃燒室，在燃燒室內達到所要求的反應溫度，氧化反應在催化反應器中進行，凈化后煙氣經熱交換器釋放出部分熱量，再由煙囪排入大氣。
催化燃燒設備是指在催化劑作用下燃燒的裝置或設備。催催化燃燒設備的工作原理是：借助催化劑使有機廢氣在較低的起燃溫度下進行無焰燃燒，使有機廢氣分解為二氧化碳和水蒸汽。催化燃燒設備電控制系統由PLC控制器、文本顯示器、變頻調速器、點火器、紫外線傳感器、熱電偶等電控設備以及風機，另外由零壓閥調節燃氣與空氣的比例。
可燃物在催化劑作用下燃燒。與直接燃燒相比，催化燃燒溫度較低，燃燒比較*。催化燃燒所用的催化劑為具有大比表面的貴金屬和金屬氧化物多組分物質。例如家用負載Pd或稀土化合物的催化燃氣灶，可減少尾氣中CO含量，提高熱效率。負載0.2%pt的氧化鋁催化劑，在500℃下，可將大多數有機化合物燃燒，脫臭凈化到化學位移σ=1以下。催化燃燒為無焰燃燒，因此適用于性能要求高的場合，如以H2和O2為原料的燃料電池、用汽油或酒精為原料的懷爐(催化劑為浸Pt石棉)等。如消除化工廠NOx的煙霧，可加燃料到煙霧中，通過負載型鉑和鈀催化劑，催化燃燒使NOx轉化為N2氣。 采用適當的催化劑，使用有害氣體中的可燃物質在較低的溫度下分解、氧化的燃燒方法。