熱脫附主要包含兩個基本過程：一是加熱待處理物質，將目標污染物揮發成氣態分離;二是將含有污染物的尾氣進行冷凝、收集以及焚燒等處理至達標后排放至大氣中。一般來說熱脫附技術可以分類為原位熱脫附技術和異位熱脫附技術兩大類。

一、原位熱脫附技術是石油污染土壤原位修復技術中一項重要手段，主要用于處理一些比較難開展異位環境修復的區域，例如，深層土壤以及建筑物下面的污染修復。

原位熱脫附技術是將污染土壤加熱至目標污染物的沸點以上，通過控制系統溫度和物料停留時間有選擇地促使污染物氣化揮發，使目標污染物與土壤顆粒分離、去除。熱脫附過程可以使土壤中的有機化合物揮發和裂解等物理化學變化。異位土壤修復技術主要包括異位填埋、異位固化、異位化學淋洗法、異位化學固化穩定化、異位熱處理和一系列的異位生物修復法等。當污染物轉化為氣態之后，其流動性將大大提高，揮發出來的氣態產物通過收集和捕獲后進行凈化處理。

二、異位熱脫附技術則用來處理一些適于開展異位環境修復的區域，將污染土壤提取出來并通過專門的熱脫附系統裝置處理。異位熱脫附系統可分為直接熱脫附和間接熱脫附，也可分為高溫熱脫附和低溫熱脫附。

回轉窯熱脫附系統分為原位修復技術和異位修復技術，其中原位修復技術又可分為原位處理技術和原位控制技術，常用的原位處理技術包括物理、化學和生物方法等，異位修復技術可分為挖掘和異位處理處置技術。土壤含水率水在處理過程中的蒸發也需要燃料，所以過多的水分含量會提高操作費用。回轉窯熱脫附有機污染土壤處理順序及流程：現場分區——地面拆除——土壤挖開——轉移和暫存——篩分、破碎預處理——加熱預處理——熱脫附設備——進料系統——間接熱脫附處置——土壤和粉塵出料——暫存待驗——驗收——回填、場地平整。

近年來，在城市污染企業搬遷后遺留、遺棄的工業污染場地中，苯系物、石油烴、多環芳烴等典型有機污染物被高頻率檢出，這些有機污染物極易擴散到環境中危害居民健康和環境安全。目前，已有多種修復技術應用于有機污染場地的修復實踐中。降低受體風險的制度控制措施有增加室內通風強度、引入清潔空氣、減少室內外揚塵、減少人體與粉塵的接觸、對裸土進行覆蓋、減少人體與土壤的接觸、改變土地或建筑物的使用類型、設立物障、減少污染食品的攝入、工作人員及其他受體轉移等。其中異位熱脫附技術具有污染物去除率高、修復周期短、適用性強等顯著優勢，因而在有機污染場地土壤修復工程中得到普遍應用。該技術的基本原理是通過直接或者間接加熱，使土壤達到一定溫度，其中的有機污染物向氣相轉換并揮發、分離，進而通過尾氣處理系統有效去除，實現尾氣達標排放。