污泥焚烧是污泥后处理的一种热还原处理方法。这种方法可将污泥中水分和有机杂质完全去除，并杀灭病原体。污泥焚烧方法有完全燃烧和不完全燃烧两种。

（1）完全燃烧法。能将污泥中水分和有机杂质全部去除，杀灭一切病原体，并能最大限度的减少污泥体积。焚烧污泥的装置有多种型式，如竖式多段焚烧炉、转筒式焚烧炉、流化焚烧炉、喷雾焚烧炉等。目前使用较多的是竖式多段焚烧炉。这种焚烧炉多安装在大城市的污水处理厂。

近年来发展了高温分解法。污泥在缺氧条件下，加热到370～870℃，有机物遇热分解为气态物质、油状液态物质和残渣。分解时间约25分钟。

（2）不完全燃烧法。利用水中有机杂质在高压、高温下可被氧化的性质，在装置内的适宜条件下，去除污泥中有机物，通常又称湿式氧化、湿法燃烧。这种方法除适用于处理含大量有机物的污泥外，也适用于高浓度的有机废水。

这种方法的优点是可以不经污泥脱水等过程就能有效地处理湿污泥或高浓度有机废水，耗热量小；处理后污泥残渣的脱水性能好，一般可不加混凝剂即可进行真空过滤，而滤渣含水率仅为50％左右；又因处理是在密闭的容器中进行的，基本上不产生臭味、粉尘和煤烟；处理后的残余物中的病原体已经杀灭；分离水易于生物处理。

焚烧后余灰可作为资源重复利用。如果仍含有重金属离子等有毒物质，还须做最终处理。焚烧法所需设备庞大，基建投资人，管理要求高。