等離子氣化（plasma gasification）需要在封閉的燃燒室中將垃圾高溫加熱。這種過程發生在幾乎無氧的情況下，垃圾中的有機成分不會燃燒，而是轉變為一氧化碳和氫氣的合成氣（syngas）。該氣體經過濾，化學成分可以被“清洗”掉，從而去除有毒分子和氣體，然后經燃燒產生能量，或轉化為諸如沼氣、乙醇或合成柴油等的燃料。這個過程之后，***后剩下灰塵、過濾器和清洗留下的化學物質，再經處理即可送去掩埋或排入下水道。等離子氣化是在更高溫的情況下蒸發垃圾，使更多有機廢物氣化，其溫度可達1萬攝氏度，而普通氣化溫度僅為800攝氏度。等離子氣化技術的另一優點是，高溫不會使垃圾變成細灰，而是玻璃質固體，這種固體理論上可以用作建筑行業里的填充料。但是等離子垃圾氣化本身耗能巨大，難以實現商業化。

過去處理垃圾的方法是通過焚燒爐燃燒產生蒸汽，驅動渦輪機，帶動發電機發電。相比而言，氣化比焚燒一定量的垃圾要產生更多的能量，而且排放有毒有害物質會更少。

目前氣化垃圾技術的試點廠在美國、加拿大、法國、英國和葡萄牙等國已經建立，其中大部分使用的是等離子氣化技術。日本已有兩家商業化等離子垃圾氣化發電廠。中國也有生活垃圾氣化中心，已經實現穩定發電。