催化燃烧是指可燃物质在低温(200 ~ 400℃)下借助催化剂完全氧化。其本质是涉及活性氧的深度氧化。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时，催化剂表面具有吸附作用，使反应物分子集中在表面，提高反应速率，加速反应。
由于催化燃烧为不可逆的放热反应，所以，无论反应进行到什么阶段，都应在尽可能高的温度下进行，以获得较高的转化速度。但操作温度往往受某些条件的限制，如催化剂的耐热温度、高温材料的获得，热能的供应，以及是否伴有副反应等。因而实际生产中应根据实际情况恰当地选择。
与热力燃烧法相比，催化燃烧所需的辅助燃料少，能量消耗低，设备设施的体积小。但是，由于使用的催化剂的、催化床层的更换和清洁费用高等问题，影响了这种方法在工业生产过程中的推广和应用