垃圾焚燒是一種廢物處理過程，涉及廢物中所含物質的燃燒。 用于垃圾焚燒的工業廠房通常被稱為垃圾焚燒發電設施。 垃圾焚燒和其他高溫廢物處理系統被描述為熱處理。 垃圾焚燒爐將垃圾轉化為灰燼、煙氣和熱量。 灰燼主要由廢物的無機成分形成，可能呈固體塊狀或煙道氣攜帶的顆粒狀。 煙氣中的氣態和顆粒污染物在排放到大氣中之前必須被清除。 在某些情況下，焚燒產生的熱量可用于發電。

具有能量回收功能的垃圾焚燒是氣化、熱解和厭氧消化等多種變廢為能技術之一。 雖然焚燒和氣化技術在原理上相似，但焚燒產生的能量是高溫熱能，而可燃氣體通常是氣化的主要能源產品。 垃圾焚燒和氣化也可以在不回收能源和材料的情況下實施。

在一些國家，專家和當地社區仍然擔心焚燒爐對環境的影響（參見反對焚燒的論據）。

在一些國家，幾十年前建造的焚燒爐通常不包括材料分離，以在燃燒前去除有害、笨重或可回收材料。 由于氣體清潔和燃燒過程控制水平不足，這些設施往往會危及工廠工人的健康和當地環境。 這些設施大多不發電。

焚化爐將原始廢物的固體質量減少 80-85%，體積（已經在垃圾車中有所壓縮）減少 95-96%，具體取決于材料的成分和回收程度，例如從灰燼中回收金屬以供回收利用。 這意味著雖然焚燒不能完全取代填埋，但它顯著減少了處理所需的體積。 垃圾車通常會在運送到焚化爐之前減少內置壓縮機中的垃圾量。 或者，在垃圾填埋場，使用固定式鋼制壓縮機可以將未壓縮垃圾的體積減少約 70%，盡管會產生大量能源成本。 在許多國家，更簡單的垃圾壓實是垃圾填埋場壓實的常見做法。

垃圾焚燒對于處理特定領域的某些廢物類型具有特別強大的優勢，例如醫療廢物和某些危險廢物，在這些廢物中，病原體和毒素可以被高溫破壞。 示例包括具有多種有毒或劇毒廢水流的化學多產品工廠，這些廢水流無法輸送到傳統的廢水處理廠。

垃圾焚燒在日本、新加坡和荷蘭等土地資源稀缺的國家尤為流行。 一個多世紀以來，丹麥和瑞典在支持區域供熱計劃的局部熱電聯產設施中一直是使用焚燒產生的能源的領導者。 2005 年，垃圾焚燒產生了丹麥 4.8% 的電力消耗和 13.7% 的國內熱能消耗總量。 許多其他歐洲國家嚴重依賴焚燒處理城市垃圾，特別是盧森堡、荷蘭、德國和法國。

焚化爐是焚燒廢物的爐子。 現代焚化爐包括煙氣凈化等污染緩解設備。 有多種類型的焚化爐裝置設計：移動爐排、固定爐排、回轉窯和流化床。

焚燒堆或焚燒坑是最簡單和最早的廢物處理形式之一，主要由一堆可燃材料堆放在露天地面上并著火，導致污染。

例如，如果風將燃燒的材料從堆中吹到周圍的可燃草叢中或吹到建筑物上，則燃燒堆可能并且已經蔓延了不受控制的火災。 隨著樁的內部結構被消耗，樁會移動和倒塌，擴大燃燒區域。 即使在無風的情況下，小而輕的點燃余燼也可以通過對流從堆中升起，并通過空氣飄到草叢或建筑物上，點燃它們。 燃燒堆通常不會導致廢物充分燃燒，因此會產生顆粒污染。