等离子气化（plasma gasification）需要在封闭的燃烧室中将垃圾高温加热。这种过程发生在几乎无氧的情况下，垃圾中的有机成分不会燃烧，而是转变为一氧化碳和氢气的合成气（syngas）。该气体经过滤，化学成分可以被“清洗”掉，从而去除有毒分子和气体，然后经燃烧产生能量，或转化为诸如沼气、乙醇或合成柴油等的燃料。这个过程之后，最后剩下灰尘、过滤器和清洗留下的化学物质，再经处理即可送去掩埋或排入下水道。等离子气化是在更高温的情况下蒸发垃圾，使更多有机废物气化，其温度可达1万摄氏度，而普通气化温度仅为800摄氏度。等离子气化技术的另一优点是，高温不会使垃圾变成细灰，而是玻璃质固体，这种固体理论上可以用作建筑行业里的填充料。但是等离子垃圾气化本身耗能巨大，难以实现商业化。
过去处理垃圾的方法是通过焚烧炉燃烧产生蒸汽，驱动涡轮机，带动发电机发电。相比而言，气化比焚烧一定量的垃圾要产生更多的能量，而且排放有毒有害物质会更少。
目前气化垃圾技术的试点厂在美国、加拿大、法国、英国和葡萄牙等国已经建立，其中大部分使用的是等离子气化技术。日本已有两家商业化等离子垃圾气化发电厂。中国也有生活垃圾气化中心，已经实现稳定发电。
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