Abfälle, die keine recycelbaren Roh- oder Reststoffe enthalten, können trotzdem noch wertvoll sein. Sie werden in großen Verbrennungsanlagen gesammelt und verbrannt oder als Brennstoffe und Reduktoren (d. h. Stoffe, die in einem chemischen Prozess Elektronen abgeben und dadurch auch andere Stoffe reduzieren können) für Metallschmelzen verwendet.

Bei der Verbrennung entsteht Energie, die wiederum genutzt werden kann, um die Anlage beispielsweise mit Strom zu versorgen. So entsteht ein Kreislauf, in dem Abfallreste entsorgt werden und gleichzeitig Energie erzeugt wird. Thermische Verwertung dient also nicht der Wiederverwertung von Stoffen, sondern der Energieerzeugung.