濕式氧化是利用氧氣或空氣作為氧化劑，在高溫(125-320℃)、高壓(0.5-10MPa)下，氧化水中溶解或懸浮的有機物或還原的無機物，生成CO2和H2O的處理方法。壹般來說，濕式氧化反應是自由基反應，分為鏈引發、鏈發展或轉移和鏈終止三個階段。在鏈的引發階段，烴基(R)主要由分子氧與反應物分子相互作用生成；在鏈的發展或轉移階段，自由基與反應物分子相互作用產生酯基(ROO)、羥基(Ho)和烴基(R)，羥基具有強氧化性，進而氧化有機廢物。在鏈的終止階段，自由基相互碰撞形成穩定的分子，從而中斷鏈增長過程，停止反應。
2超聲波氧化法
壹般認為，用頻率為15 kHz ~ 1 MHz的超聲波輻照降解水中的化學汙染物，是由超聲波空化效應引起的物理化學過程。超聲空化的熱點理論模型認為，當溶液受到壹定頻率和壓力的超聲波照射時，在聲波負壓相的作用下，溶液中產生空化氣泡，然後空化氣泡在聲波正壓相的作用下迅速潰滅。整個過程發生在ns-μs，氣泡的快速潰滅伴隨著氣泡內汽相的絕熱壓縮，產生瞬間高溫高壓，形成所謂的“熱點”。進入空化氣泡的水蒸氣在高溫高壓下發生分裂和鏈式反應，產生OH、HOO、H、H2O2、H2等自由基。聲化學反應的方式主要有高溫高壓熱解和自由基氧化。
光催化氧化法
光催化氧化(多相)是用N型半導體(如二氧化鈦、硫化鋅、WO3、二氧化錫等)進行氧化的過程。)作為催化劑。當催化劑受到紫外光照射時，表面的價帶電子(e-)會被激發到導帶，價帶中會產生空穴(h+)，形成電子-空穴對(h+-e-)。這些電子和空穴遷移到顆粒表面後，由於空穴的強氧化能力，水在半導體表面形成具有強氧化能力的羥基自由基(OH)，羥基自由基與水中的有機汙染物反應，最終生成CO2、H2O、無機鹽等物質。
4超臨界水氧化法
超臨界水是指水在其臨界點(374℃，22.1 MPa)以上的高溫高壓狀態。超臨界水氧化反應是基於自由基反應的機理。在超臨界狀態下，水成為非極性有機物的良好溶劑，使得有機物的氧化反應可以在富氧均相中進行。氧攻擊最弱的C-H生成有機自由基，有機自由基進壹步反應生成過氧自由基(HO2)。進壹步反應生成的過氧化物非常不穩定，然後進壹步分解生成簡單無害的小分子化合物，如CO2和H2O。同時，較高的溫度也加快了反應速度，甚至大部分有機物的破壞都可以在幾秒鐘內完成。
5電化學氧化法
電化學氧化的機理主要是在電極材料的作用下產生超氧自由基(O2)、H2O2、羥基自由基(OH)等活性基團來氧化水中的有機物。該方法只發生在水中，不需要額外的催化劑，避免了二次汙染。由於其可控性強、非選擇性、條件溫和、氣浮、混凝、殺菌，且廢水中的金屬離子能使正負電極同時作用，對難生物降解的有機物有很好的處理效果。