热脱附主要包含两个基本过程：一是加热待处理物质，将目标污染物挥发成气态分离;二是将含有污染物的尾气进行冷凝、收集以及焚烧等处理至达标后排放至大气中。一般来说热脱附技术可以分类为原位热脱附技术和异位热脱附技术两大类。
一、原位热脱附技术是石油污染土壤原位修复技术中一项重要手段，主要用于处理一些比较难开展异位环境修复的区域，例如，深层土壤以及建筑物下面的污染修复。
原位热脱附技术是将污染土壤加热至目标污染物的沸点以上，通过控制系统温度和物料停留时间有选择地促使污染物气化挥发，使目标污染物与土壤颗粒分离、去除。热脱附过程可以使土壤中的有机化合物挥发和裂解等物理化学变化。当污染物转化为气态之后，其流动性将大大提高，挥发出来的气态产物通过收集和捕获后进行净化处理。多数物理分离修复技术都有设备简单，费用低廉，可持续高产等优点，但是在具体分离过程中，要考虑技术的可行性和各种因素的影响。
二、异位热脱附技术则用来处理一些适于开展异位环境修复的区域，将污染土壤提取出来并通过专门的热脱附系统装置处理。异位热脱附系统可分为直接热脱附和间接热脱附，也可分为高温热脱附和低温热脱附。
回转窑热脱附系统分为原位修复技术和异位修复技术，其中原位修复技术又可分为原位处理技术和原位控制技术，常用的原位处理技术包括物理、化学和生物方法等，异位修复技术可分为挖掘和异位处理处置技术。回转窑热脱附有机污染土壤处理顺序及流程：现场分区——地面拆除——土壤挖开——转移和暂存——筛分、破碎预处理——加热预处理——热脱附设备——进料系统——间接热脱附处置——土壤和粉尘出料——暂存待验——验收——回填、场地平整。宋陵矿山原矿污染土修复设备治理污染土修复措施主要包括物理、化学和生物修复方法。
近年来，在城市污染企业搬迁后遗留、遗弃的工业污染场地中，苯系物、石油烃、多环芳烃等典型有机污染物被高频率检出，这些有机污染物极易扩散到环境中危害居民健康和环境安全。目前，已有多种修复技术应用于有机污染场地的修复实践中。其中异位热脱附技术具有污染物去除率高、修复周期短、适用性强等显著优势，因而在有机污染场地土壤修复工程中得到普遍应用。该技术的基本原理是通过直接或者间接加热，使土壤达到一定温度，其中的有机污染物向气相转换并挥发、分离，进而通过尾气处理系统有效去除，实现尾气达标排放。原位热脱附技术优势就是可以省去土壤的挖掘和运输，这样可以减少大部分的费用。