Termiskos oksidētājus izmanto kā piesārņojuma kontroles metodi procesa gaisam, kas satur nelielas degošu cietvielu vai šķidrumu daļiņas. Rūpnieciskajos apstākļos izplūdes gaiss var būt ļoti piesārņots, un ir lietderīgi to pēc iespējas vairāk oksidēt (sadedzināt), lai izplūdes gāzēs būtu maz, bet netoksiska oglekļa (kvēpi). Termiskos oksidētājus dažreiz iedala oksidētājos, kas nav liesmas un kuri izmanto lēnu karsēšanu, lai sadedzinātu piesārņotājus, un tiešās liesmas termiskajos oksidētājos, kas izmanto liesmas slāņus. Termiskie oksidētāji var ietvert arī procesu, ko sauc par katalītisko oksidēšanu. Katalītiskajā oksidācijā organiskie savienojumi šķērso nesēju, kas pārklāts ar katalizatoru, parasti cēlmetālu, piemēram, platīnu vai rodiju, kas veicina gaisā esošo piesārņotāju sadegšanu. Katalītiskie oksidētāji var sadalīt piesārņotājus daudz zemākā temperatūrā nekā termiskie oksidētāji, kuriem nav katalītiskas iedarbības.
Būtiskākā atšķirība starp termisko oksidētāju veidiem ir tā, vai tie ir atjaunojoši vai rekuperatīvi. Reģeneratīvie termiskie oksidētāji izmanto keramikas siltuma pārneses slāņus, lai atgūtu pēc iespējas vairāk enerģijas no oksidācijas procesa — bieži vien pat 90% līdz 95%. Šīs siltuma pārneses gultas darbojas kā siltummaiņi, kas savienotas ar aiztures kameru, kurā tiek oksidētas organiskās vielas. Rekuperatīvais termiskais oksidētājs izmanto siltummaini plāksnes, apvalka vai caurules veidā, lai sildītu ieplūdes gaisu ar oksidācijas procesa siltumenerģiju. Šīs sistēmas ir mazāk efektīvas nekā reģeneratīvie termiskie oksidētāji, atgūstot tikai aptuveni 50% līdz 75% no saražotā siltuma.
Viena no tehnoloģijām, ko izmanto, lai palielinātu termisko oksidētāju efektivitāti, ir rotoru koncentratori. Rotoru koncentratori samazina kopējo gaisa daudzumu, kas plūst caur sistēmu, un palielina organisko vielu koncentrāciju oksidācijas plūsmā. Ieplūstošais piesārņotais gaiss plūst caur nepārtraukti rotējošu riteni, kas pārklāts ar adsorbentu. Atmosfērā ieplūst tīrs gaiss. Ritenis tiek notīrīts, pakļaujot to desorbcijas gāzei, radot nelielu, ļoti koncentrētu organisko vielu plūsmu, ko pēc tam var efektīvi oksidēt.
Vissvarīgākais termisko oksidētāju un katalītisko oksidētāju parametrs ir to iznīcināšanas efektivitāte, kas parasti svārstās no 90% līdz 99%. Jo augstāka ir iznīcināšanas efektivitāte, jo mazāk piesārņotāju izdalās atmosfērā. Kopējā vienība iznīcināšanas efektivitātes noteikšanai ir miligrami uz kubikmetru gaistošo organisko savienojumu. Lai sasniegtu šo iznīcināšanas efektivitāti, katalītiskie oksidētāji darbojas no 400 līdz 600 ° F (apmēram 204–316 ° C), termiskie oksidētāji no 1000 līdz 1800 ° F (apmēram 538–982 ° C).