低氮燃燒器是指燃料燃燒時排放低氮氧化物的燃燒器。傳統的天然氣鍋爐燃燒器通常排放的NOx約120~150mg/m3。低氮燃燒器通常的NOx排放量在30~80mg/m3左右。低于30mg/m3的NOx排放通常稱為低氮燃燒器。目前，低氮燃燒器按原理大致可分為以下幾類：根據分級燃燒原理設計的分級燃燒器，將燃料和空氣分級混合，由于燃燒偏離理論當量比，它可以減少氮的產生。

低氮燃燒器是利用燃燒空氣的壓頭吸回部分燃燒煙氣，進入燃燒器，與空氣混合燃燒的一種燃燒器。由于煙氣的再循環，燃燒煙氣的熱容量大，燃燒溫度降低，NOx減少。另一種類型的自循環燃燒器是將部分煙氣直接在燃燒器中再循環，并將其添加到燃燒過程中。低氮燃燒器具有抑制氮氧化物和節能的雙重作用。其原理是讓一部分燃料燃燒過濃，另一部分燃料燃燒過輕，但整體風量保持不變。由于這兩個部分都在偏離化學計量比的情況下燃燒，因此NOx非常低。這種燃燒也稱為偏向燃燒或非化學計量燃燒。

低氮燃燒器的原理是將一個火焰分成幾個小火焰。由于小火焰散熱面積大，火焰溫度較低，減少了“熱反應NO”。此外，小火焰縮短了氧氣、氮氣等氣體在火焰中的停留時間，對“熱反應NO”和“燃料NO”有顯著的抑制作用。煙氣在高溫區的停留時間是影響NOx生成量的主要因素之一。改善燃燒與空氣的混合，可減少火焰表面的厚度。在燃燒負荷不變的情況下，煙氣在火焰表面處于高溫狀態。縮短了在該區域的停留時間，從而減少了NOx 的生成量。

低氮燃燒器本質上都是一種控制燃燒過程的技術。工業鍋爐要實現連續可靠的低氮燃燒，僅僅更換或改造燃燒器是不夠的。還需要升級燃燒控制裝置，比如加裝“及時控制”、“燃燒控制裝置”。