催化燃燒設備工作原理并不復雜，廢氣由吸塵罩收集，吸塵罩的大小根據廢氣源的大小來制作，在通過管道在引風機的作用下進入催化燃燒設備處理。催化燃燒設備的運行需要借助催化劑，從而才能將有機廢氣在較低的起燃溫度下進行無焰燃燒。

催化燃燒設備在工作時先將有機廢氣用活性炭吸附，當活性炭達到吸附飽和時停止吸附操作，然后在80~120℃的溫度范圍內使活性炭發生脫附;脫附下來的有機物濃度較原來提高幾十倍并送入催化燃燒室進行催化燃燒反應，在貴金屬催化劑表面于200～350℃條件下進行催化氧化反應，使其轉化為無害的CO2和H2O。

催化燃燒反應是一個放熱反應，這些反應后的熱量通過熱交換作用，將溫度進行截留再利用。所以催化燃燒設備比較節能，它只消耗風機的功率。再生后的活性炭可用于下次吸附;在其中一個吸附床進行脫附時控制系統可自動打開另一個吸附床繼續進行有機廢氣的吸附工作，這樣兩臺或者多臺吸附床切換運行可實現大工作量的連續廢氣處理作業。

催化燃燒設備處理的催化分解法已經成為凈化高濃度有機廢氣的有效方法，特別適合治理噴涂行業、油墨印刷行業在烘干過程中排出的高濃度有機廢氣。因烘干排出廢氣溫度和有機物濃度都較高，對分解和熱量回收有利，減少了設備投資和運轉費用。