L'oxydateur thermique utilise une chambre en céramique pour évaporer rapidement les eaux usées atomisées dans une chambre sèche. Les eaux usées atomisées sont chauffées dans une chambre de gaz chauds à 800°F - 1 400°F, ce qui entraîne une évaporation rapide et complète de l'eau, tout en récupérant les contaminants sous forme de cendres sèches. Toutes les substances volatiles contenues dans les eaux usées sont brûlées et permettent à une augmentation de la valeur BTU. La source de chaleur peut être du pétrole, du gaz, du diesel ou de l'huile usagée. Une chambre secondaire oxyde thermiquement les gaz de combustion pour éliminer toute pollution de l'air.
Une fois le processus d'évaporation terminé, la vapeur d'eau est condensée à une pression normale, de sorte que la température du mélange augmente à nouveau pour atteindre environ 120°C. Même les virus et les spores les plus tenaces ne peuvent pas survivre dans ces conditions. Le distillat obtenu est donc totalement exempt de germes.