焚烧法主要用于高浓度有机废水的处理，其实质是对废水进行高温空气氧化，使有机物转化为无害的H2O、CO2等小分子。焚烧法一般用于高浓度有机废水的处理，一般要求大于100g/L，且需要蒸发浓缩设施以及焚烧炉，污染物经焚烧处理后可转化为无害的二氧化碳和水，实际是利用高温进行有机物的深度氧化。当含酚废水中除酚外，还含有多种其他高浓度有机污染物、组成复杂，使酚的回收困难或不经济时，可考虑采用焚烧法进行高温燃烧氧化，实现无害化。但是由于实际废水组成复杂，焚烧后可能产生有毒气体，导致二次污染。配备废热回收和二次污染控制装置的先进焚烧系统，可降低能耗和消除二次污染，有利于该技术的推广应用。
热值较低的废水由于和燃物比例小，不足以维持焚烧温度所以往往要先浓缩(如用蒸发和蒸馏法)再焚烧或领先辅助燃料进行焚烧。废液中有机物的质量分数一般在10%以上或CODCR>300g/L时，用焚烧法处理比用其他方法有利。国外使用焚烧法较多，在国际上焚烧技术排领先位置的有欧洲的芬兰、德国等几个国家，在美洲有加拿大、美国和亚洲的日本。我国尽管起步较迟，但在国内建有代表性、成功的焚烧处理项目据资料统计有板有38项样板工程。在国内众多的焚烧装置介绍资料中发现有几个共性特点：凡是焚烧高浓度有机废液、有机废气或混烧废液、废气的焚烧炉型极大多数采用立式炉。这与焚烧的介质是液体特别有关系。尤其是有机废液焚烧介质的化学组分与焚烧工况有直接的关系。由于化学工业生产中产生的废液种类极其繁多，按其化学组成可以分列为三类：
1不含卤素有机废液，这类废液中的有机化合物仅含有C、H、O，有时还含有S。这类有机废液含水率低，自身可自燃，(如废弃的有机溶剂)，燃烧产物为CO2、H2O和SO2，燃烧产生的热量可以通过余热回收。
2含卤素有机废液，有机化合物包括CCL4、氯乙烯、溴甲烷等。这类废液的热值取决于卤素的含量，焚烧处理时根据卤素的含量、热值来取决是否需要添加辅助燃料。含卤素有机废液在焚烧炉内氧化后，将产生单质卤素或卤素或卤化氢(HF、HCL、HBR等)，根据需要可以将其去除或回收。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。
3含高盐有机废液，含有高浓度无机盐或有机盐。这种废液燃烧后会产生熔化盐，因此设计选择焚烧炉型最合适的炉型是圆型立式炉。因为废液焚烧介质设计选型圆型立式炉，炉型结构简单，通常为内衬耐火材料层，还能设计成一个夹套层以预热空气，降低辅助燃料耗量。圆型立式焚烧炉垂直放置，可以采用旋流燃烧器，在炉顶部位安置单个或多个废液雾化喷嘴燃烧器，雾化的废液微小液滴，在高温火焰区域内以悬浮态燃烧，以便与助燃空气良好混合，增加停留时间，使雾化废液微小液滴在高温区内充分燃烧。
焚烧法是目前处理火炸药废水最常用的方法。当有机废水不能用其他方法处理时，可以用焚烧法，工业上常用焚烧法处理红水(TNT碱性废水)。红水经过过滤器进入贮草槽，用泵压送至焚烧炉前的喷枪中，在此与由重油泵送来的重油共同由喷枪喷出，在高温下(850～1000℃)燃烧，达到氧化分解有毒物质的目的。1t红水经过浓缩焚烧能产生炉渣40～50kg，其组分大致为Na2SO4(85%)、Na2CO3(5%)、Na2SO3(6%)、水中不溶物(1%～2%)。目前应用还存在以下问题：燃烧温度高，燃烧消耗大，处理每吨红水需要重油100kg，风量30m3/min，加上维修、人员开支，每吨红水处理需花费120元；高温产生的大量的氢氧化物，不但严重腐蚀设备，而且会造成大气污染；炉渣易堵塞出渣口，且不易运输及利用；在操作过程中可能会发生爆炸事件，故危险性大。