Les déchets non recyclés peuvent être conduits vers des unités de traitement thermique avec valorisation énergétique. 
 
La méthode la plus répandue est l'incinération. Mais d'autres procédés existent comme la thermolyse, la pyrolyse, etc.…Ils sont encore peu développés.

L'incinération des déchets permet de produire de la chaleur destinée à alimenter le chauffage des bâtiments ou de l'électricité éventuellement revendue à E.D.F. Ce type d'installations est soumis à des normes d'exploitation très sévères afin de limiter les impacts sur l'environnement comme les émissions de gaz telles que la dioxine dans l'atmosphère. Ces rejets et leur contrôle restent un point très contesté.