Bei der energetischen Verwertung von Abfällen handelt es sich um die Umwandlung von nicht wiederverwertbaren Abfällen in nutzbare Wärme, Elektrizität oder Brennstoff durch eine Vielzahl von Prozessen, einschließlich Verbrennung, Vergasung, Pyrolyse, anaerobe Vergärung und Deponiegasverwertung. Dieser Prozess wird oft als Energieverschwendung bezeichnet. 
Die energetische Verwertung von Abfällen ist Teil der Hierarchie der Entsorgung ungefährlicher Abfälle. Durch die Nutzung der Energierückgewinnung zur Umwandlung von nicht wiederverwertbaren Abfällen in Strom und Wärme wird eine erneuerbare Energiequelle erzeugt und die Kohlenstoffemissionen können verringert werden, indem der Bedarf an Energie aus fossilen Quellen ausgeglichen und die Methanerzeugung aus Deponien verringert wird. Weltweit entfallen 16% der Abfallbewirtschaftung auf die Energiegewinnung.

Kraftstoff mit direkter Verbrennung

Der Energiegehalt von Abfallprodukten kann direkt genutzt werden, indem sie als direkter Verbrennungskraftstoff verwendet werden, oder indirekt, indem sie zu einer anderen Art von Kraftstoff verarbeitet werden. Die Wärmebehandlung reicht von der Verwendung von Abfällen als Brennstoffquelle zum Kochen oder Heizen und der Verwendung des Gasbrennstoffs bis zum Brennstoff für Kessel zur Erzeugung von Dampf und Elektrizität in einer Turbine. Pyrolyse und Vergasung sind zwei verwandte Formen der thermischen Behandlung, bei denen Abfallstoffe bei begrenzter Sauerstoffverfügbarkeit auf hohe Temperaturen erhitzt werden. Der Prozess findet normalerweise in einem verschlossenen Gefäß unter hohem Druck statt. Die Pyrolyse von festen Abfällen wandelt das Material in feste, flüssige und gasförmige Produkte um. Die Flüssigkeit und das Gas können zur Energieerzeugung verbrannt oder zu anderen chemischen Produkten (chemische Raffinerie) raffiniert werden. Der feste Rückstand (Kohle) kann weiter zu Produkten wie Aktivkohle raffiniert werden. Vergasung und fortschrittliche Plasma-Lichtbogen-Vergasung werden verwendet, um organische Materialien direkt in ein synthetisches Gas (Synthesegas) aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff umzuwandeln. Das Gas wird dann zur Erzeugung von Strom und Dampf verbrannt. Eine Alternative zur Pyrolyse ist die überkritische Zersetzung von Wasser bei hoher Temperatur und hohem Druck (hydrothermale einphasige Oxidation).