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.