催化燃燒設備是典型的氣-固相催化反應，其實質是活性氧參與的深度氧化作用。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低活化能，同時催化劑表面具有吸附作用，使反應物分子富集于表面提高了反應速率，加快了反應的進行。借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下，發生無焰燃燒，并氧化分解為CO₂和H₂O，同時放出大量熱能，從而達到去除廢氣中的有害物的方法。其反應過程為：
在將廢氣進行催化燃燒的過程中，廢氣經管道由風機送入熱交換器進行一次升溫，再進加熱室將廢氣加熱到催化燃燒所需要的起始溫度。經過加熱的廢氣通過催化劑層使之燃燒。由于催化劑的作用，催化燃燒法廢氣燃燒的起始溫度約為250-300℃，大大低于直接燃燒法的燃燒溫度670-800℃，因此能耗遠比直接燃燒法低。同時在催化劑的活性作用下，反應后的氣體產生一定的熱量，高溫氣體再次進入熱交換器，經換熱冷卻，最終以較低的溫度經風機排入大氣。
催化燃燒裝置裝有溫度探頭及補冷閥，當爐體催化室反應溫度超過設定上限時，開啟補冷閥對進氣源進行稀釋，保護設備延長使用壽命，防止意外發生。
本裝置的主體結構由凈化裝置主機、引風機及電器控制元件組成。凈化裝置主機是由換熱器、預熱室、催化床、阻火器和防爆器組成的整體結構，爐體周邊整體保溫，保溫層厚100mm，爐體外表溫度≤環境溫度+30℃。