RTO蓄熱式焚燒爐是利用陶瓷蓄熱體來儲存廢氣分解時產生的熱量，并用陶瓷蓄熱體儲存的熱能來預熱和分解未被處理的廢氣，從而達到很高的熱效率，氧化溫度一般在800℃到850℃之間，高達1100℃。蓄熱式焚燒系統主要用于廢氣濃度較低而廢氣量較大的場合，在廢氣中含有腐蝕性、對催化劑不好的物質和需要較高溫度氧化某些臭氣時也非常適用。
二室RTO工作原理
廢氣通過引風機輸入蓄熱室1進行升溫，吸收蓄熱體中存儲的熱量，隨后進入焚燒室進一步燃燒，升溫至設定的溫度（760℃），在這個過程中成分被透徹分解為CO2和H2O。由于廢氣在蓄熱室1內吸收了上一循環回收的熱量，從而減少了燃料消耗。
處理過后的高溫廢氣進入蓄熱室2進行熱交換，熱量被蓄熱體吸收，隨后排放。而蓄熱室2存儲的熱量將可用于下個循環對新輸入的廢氣進行加熱。該過程完成后系統自動切換進氣和出氣閥門改變廢氣流向，使廢氣經由蓄熱室2進入，焚燒處理后由蓄熱室1熱交換后排放，如此交替切換持續運行。
三室RTO工作原理
廢氣通過引風機進入蓄熱室1吸熱，升溫后進入焚燒室中進一步加熱，使廢氣持續升溫直至成分透徹分解成CO2和H2O。由于廢氣在升溫過程中利用了蓄熱體回收的熱量，所以燃料消耗較少。廢氣經處理后離開燃燒室，進入蓄熱室2釋放熱量后排放，而蓄熱室2的蓄熱體吸熱后用于下個循環加熱新輸入的低溫廢氣。
與此同時，引入部分凈化后的氣體對蓄熱室3進行吹掃以備進行下一輪熱交換。該過程全部完成后切換進氣和出氣閥門，氣體由蓄熱室2進入，蓄熱室3排出，蓄熱室1進行吹掃；再接下來的循環則切換為由蓄熱室3進入，蓄熱室1排出，蓄熱室2進行吹掃，如此交替切換持續運行。此外，為了提高熱能利用率還可在RTO焚燒爐后設置換熱器加強余熱利用。
旋轉RTO工作原理
旋轉RTO的蓄熱體中設置分格板，將蓄熱體床層分為幾個獨立的扇形區。廢氣從底部經進氣分配器進入預熱區，使氣體溫度預熱到確定溫度后進入頂部的燃燒室，并全部氧化。凈化后的高溫氣體離開氧化室，進入冷卻區，將熱量傳給蓄熱體而氣體被冷卻，并通過氣體分配器排出。而冷卻區的陶瓷蓄熱體吸熱，"貯存"大量的熱量（用于下個循環加熱廢氣）。為防止未反應的廢氣隨蓄熱體的旋轉進入凈化氣出口去，當蓄熱體旋轉到凈化器出口區之前，設有一扇形區作為沖洗區。
通過蓄熱體的旋轉，蓄熱體被周期性的冷卻和加熱旋轉，如此不斷地交替進行。
