Phương pháp oxy hoá ở nhiệt độ cao có hai công đoạn chính sau:
+ Công đoạn 1: Công đoạn tách chất ô nhiễm ra khỏi hỗn hợp đất bằng phương pháp hoá hơi chất ô nhiễm. Tuỳ thuộc vào loại chất ô nhiễm, quá trình hoá hơi xảy ra ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi của chất ô nhiễm, thường từ 1500C đến 4500C đối với các hoá chất bảo vệ thực vật loại mạch thẳng và từ 3000C đến 5000C đối với các hoá chất bảo vệ thực vật loại mạch vòng hoặc có nhân thơm.
+ Công đoạn 2: là công đoạn phá huỷ chất ô nhiễm bằng nhiệt độ cao. Dùng nhiệt độ cao có dư oxy để oxy hoá triệt để các chất ô nhiễm tạo thành CO2,
H2O, HCl, NOx , P2O5...(tuỳ thuộc vào bản chất của chất ô nhiễm). Để quá trình oxy hoá xảy ra hoàn toàn, lượng oxy dư phải được duy trì ở mức lớn hơn 6% và nhiệt độ buồng đốt phải đủ cao (>11000C) nhằm tránh việc tạo sản phẩm nguy hiểm.
Ưu điểm của biện pháp xử lý oxy hóa ở nhiệt độ cao là biện pháp tổng hợp vừa tách chất ô nhiễm ra khỏi môi trường đất, vừa xử lý được các chất ô nhiễm, lượng khí thải phát sinh an toàn cho môi trường (đối với hệ thống xử lý có hệ thống lọc khí thải). Hiệu suất xử lý của quá trình đạt mức cao > 95%, sản phẩm tro và cặn sau khi xử lý chiếm tỷ lệ nhỏ (0,01%). (Li Tian-liang et al, 2005).
Hạn chế của phương pháp là chi phí cho xử lý cao, không áp dụng cho môi trường đất chứa các kim loại nặng, thành phần cơ giới và kết cấu đất sau khi xử lý bị phá huỷ.