污泥焚烧是一种常见的污泥处置方法，它可破坏全部有机质，减少污泥体积，焚烧残渣相对含水率约为75%的污泥仅为原有体积的10%左右。当污泥自身的燃烧热值较高，城市卫生要求较高，或污泥有毒物质含量高，不能被综合利用时可采用污泥焚烧处理处置。污泥在焚烧前，一般应先进行脱水处理和热干化，以减少负荷和能耗，还应同步建设相应的烟气处理设施，保证烟气的达标排放。
污泥焚烧目前还有利用垃圾焚烧炉焚烧、利用工业用炉焚烧、利用火力烧煤发电厂焚烧、污泥单独焚烧等多种方法。
利用垃圾焚烧炉焚烧
垃圾焚烧炉大都采用了先进的技术，配有完善的烟气处理装置，可以在垃圾中混入比例的污泥一起焚烧，一般混入比例可达30%左右。
利用工业用炉焚烧
主要利用沥青或水泥的工业焚烧炉，焚烧干化后的污泥，污泥的无机部分(灰渣)可以被利用于产品之中。通过高温焚烧至1200℃，污泥中有机物有害物质被分解，同时在焚烧中产生的细小水泥悬浮颗粒，会吸附有毒物质，而污泥灰粉一并熔融入水泥的产品之中。
利用火力烧煤发电厂焚烧
经过国外发电厂焚烧污泥研究证明，污泥投入量为耗煤总量的10%以内，对于烟气净化和发电站的正常运转没有不利影响 。
