La termovalorizzazione è un processo che sfrutta il contenuto calorico presente in una determinata materia.
Mentre con gli inceneritori si parlava semplicemente di termodistruzione tramite la combustione dei rifiuti raccolti, oggi l'uso del termovalorizzatore consente di ottenere dopo la combustione elettricità e riscaldamento. I rifiuti da bruciare con questa nuova tecnologia non sono però indifferenziati e integri ma arrivano all'impianto già selezionati e trattati, in frazione secca altamente calorica ottenuta da carta, legno e plastica, non altrimenti riciclabili.
Il primo processo di combustione viene in questo modo ottimizzato e si svolge all'interno di un forno a una temperatura di circa 1000 gradi centigradi.
La camera di post-combustione serve poi per garantire il completamento del processo termico e la distruzione della maggior parte degli inquinanti.
I fumi che escono dalla camera entrano immediatamente in una caldaia che li riutilizza per la produzione di energia elettrica e termica, con una quota residuale di scorie per cui è prevista la riconversione o lo smaltimento.
Prima dell'emissione in atmosfera i fumi vengono infine filtrati e depurati per l'abbattimento del contenuto inquinante, più e più volte, attraversando un reattore, un filtro depolverante, una torre di lavaggio ed infine il camino, nel rispetto dei parametri di legge in materia di emissioni. Dalla combustione inoltre rimane un 10-15% di scorie sul peso totale del materiale bruciato, da smaltirsi in apposite discariche controllate o da trattare per un riutilizzo ulteriore.
Con gli inceneritori l'impatto ambientale era peggiore, perché il residuo di scorie era doppio (30%) e derivato dall'incenerimento di materiale non selezionato e, soprattutto, perché i fumi venivano trattati da un solo filtro elettrostatico.
Oggi in Italia sono presenti ancora 63 inceneritori, alcuni dei quali riconvertiti alle nuove tecnologie, e sono stati costruiti cinque termovalorizzatori, tutti nel Nord (se si esclude quello di Arezzo) e tutti vicino ai centri abitati. In Europa questa tecnologia è diffusa in larga scala; solo in Francia sono presenti 84 impianti.