Οι καταλυτικοί οξειδωτές λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο με τους θερμικούς οξειδωτές, με την κύρια διαφορά να είναι ότι το αέριο, αφού περάσει από την περιοχή της φλόγας, περνά μέσα από ένα καταλυτικό στρώμα. Ο καταλύτης έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση του ρυθμού αντίδρασης οξείδωσης, επιτρέποντας τη μετατροπή σε χαμηλότερες θερμοκρασίες αντίδρασης από ό, τι σε μονάδες θερμικής οξείδωσης. Οι καταλύτες, επομένως, επιτρέπουν επίσης τη χρήση μικρότερων οξειδωτικών. Η αρχή απεικονίζεται στο σχήμα 1.

Τα απόβλητα θερμαίνονται με βοηθητικούς καυστήρες στους περίπου 300-500 ° C πριν εισέλθουν στην κλίνη του καταλύτη. Η μέγιστη θερμοκρασία αποβλήτων σχεδιασμού του καταλύτη είναι συνήθως 500-700 ° C. Υπάρχουν καταλύτες χαμηλής θερμοκρασίας που λειτουργούν σε θερμοκρασίες 200-250 ° C.

Η μέθοδος επαφής του ρεύματος αερίου με τον καταλύτη χρησιμεύει για τη διάκριση συστημάτων καταλυτικής οξείδωσης. Χρησιμοποιούνται τόσο συστήματα σταθερής κλίνης όσο και συστήματα ρευστοποιημένης κλίνης.

Οι καταλύτες για την οξείδωση του VOC είναι συνήθως είτε πολύτιμα μέταλλα, όπως πλατίνα, παλλάδιο και ρόδιο, που στηρίζονται σε κεραμικό ή μέταλλο, είτε βασικά μέταλλα που στηρίζονται σε κεραμικά σφαιρίδια, μονό ή μικτά οξείδια μετάλλων, συχνά υποστηριζόμενα από μηχανικά ισχυρό φορέα, όπως οξείδια χαλκός, χρώμιο, μαγγάνιο, νικέλιο, κοβάλτιο κ.λπ. Οι καταλύτες με βάση την πλατίνα είναι ενεργοί για την οξείδωση των VOC που περιέχουν θείο, ενώ απενεργοποιούνται γρήγορα από την παρουσία χλωρίου.