熱脫附可通過調節加熱溫度和停留時間等方式有選擇地將污染物從一相轉化為另一相，在修復過程中并不出現對有機污染物的破壞作用。通過控制熱脫附系統的溫度和污染土壤停留時間有選擇的使污染物得以揮發，并不發生氧化、分解等化學反應。
作為一種物理修復方法，熱脫附技術具有污染物處理范圍寬、設備可移動、修復后土壤可再利用等優點，特別對PCBs這類含氯有機物，非氧化燃燒的處理方式可以顯著減少二惡英生成。不過，熱脫附技術并不適于有機防腐劑以及活性氧化劑還原劑污染土壤、污泥、沉淀物、濾渣的修復。
熱脫附技術廣泛應用于處理揮發性和半揮發性有機污染物的土壤、污泥、沉淀物、濾渣等污染場地的修復。另外，熱脫附技術對于處理一些突發性的有機污染環境事故，如由于意外泄露、傾倒而發生的突發性土壤污染事故的應急修復也是一種不錯的技術方案。
熱脫附主要包含兩個基本過程：
一是加熱待處理物質，將目標污染物揮發成氣態分離；
二是將含有污染物的尾氣進行冷凝、收集以及焚燒等處理至達標后排放至大氣中。
