高溫空氣燃燒技術(shù)的基本思想是讓燃料在高溫低氧體積濃度氣氛中燃燒。它包含兩項基本技術(shù)措施：一項是采用溫度效率高、熱回收率高的蓄熱式換熱裝置，極大限度回收燃燒產(chǎn)物中的顯熱，用于預熱助燃空氣，獲得溫度為400～800℃，甚至更高的高溫助燃空氣。另一項是采取燃料分級燃燒和高速氣流卷吸附輻射管內(nèi)燃燒產(chǎn)物，稀釋反應(yīng)區(qū)的含氧體積濃度，獲得濃度為3% ～15%(體積比)的低氧氣氛。燃料在這種高溫低氧氣氛中，首先進行諸如裂解等重組過程，造成與傳統(tǒng)燃燒過程完全不同的熱力學條件，在與貧氧氣體作延緩狀燃燒下釋出熱能，不再存在傳統(tǒng)燃燒過程中出現(xiàn)的局部高溫高氧區(qū)。這種燃燒方式一方面使燃燒室內(nèi)的溫度整體升高且分布更趨均勻，使燃料消耗顯著降低。降低燃料消耗也就意味著減少了CO₂、氮氧化物(NO_X)等氣體的排放。氮氧化物(NOX)是造成大氣污染的重要來源之一， NO_X的生成速度主要與燃燒過程中的火焰最高溫度及氮、氧的濃度有關(guān)，其中溫度是影響熱力型NO_X的主要因素，Zeldovch等人通過試驗及推導得出：

NO_X生成速度=3×10¹⁴ [N₂][O₂] ×exp（-54200/RT），

其中[N₂][O₂]為N₂和O₂的濃度。

由上式可知NO_X生成度與溫度呈指數(shù)關(guān)系，在燃燒溫度低于1500℃時，NO_X生成很少，但當溫度達到1500℃時，每升高100℃，NO_X生成速度就增加6~7倍。