Os processos térmicos ocorrem por incineração ou pirólise, que consiste num tratamento a uma temperatura mais baixa e com a escassez ou ausência de oxigênio.
O tratamento térmico por incineração, ao contrário, submete os resíduos a uma temperatura alta, por meio de combustão na presença de oxigênio. A inconveniência desse sistema resulta dos custos com a sua implantação, operação e para o controle de poluíção do ar e qualidade das cinzas.