超臨界水氧化（SCWO）是指當溫度、壓力高于水的臨界溫度（374℃）和臨界壓力（22.1MPa）條件下水中有機物的氧化。處在超臨界態的水有著與常態水完全不同的物理、化學性質。例如超臨界水的介電常數很小（如水在0℃時的介電常數為87.7，在水的臨界點時介電常數為6）， 類似于常溫常壓下的極性有機物的介電常數，因而成為有機物的良好溶劑。如戊烷、苯、己烷、甲苯等有機物可以完全溶解在超臨界水中。一些只能少量溶于普通水的氣體，如氧氣、氮氣、氫氣等都可以與超臨界水混溶。超臨界水的冪度比常規條件下的水的密度低，水分子間的氫鍵減弱。無機鹽在超臨界水中的溶解度和離解常數很低。由于超臨界水汽液相界面消失，成為一均相體系，因而超臨界水中的有機物的氧化反應速度極快。如在625℃有空氣時，僅在1s內就可使99.9%的有機物分解。 由于超臨界水這些特有的性質，使得超臨界水氧化技術成為極有前景的有機廢水處理新技術。
超臨界水氧化技術目前的研究包括各種有毒有機廢水、有機廢物、污泥以及人體代謝廢物的處理等。在超臨界水氧化過程中，有機物幾乎完全轉化為二氧化碳和水，有機物中的氮、硫、 磷元素分別轉化為對應的無機酸，氯轉化為氯離子，硫和磷分別轉化為硫酸鹽和磷酸鹽。超臨界水氧化法與其他傳統的方法相比，具有很多的優點：效率高，有毒物質清除率達99.99% 以上；適用范圍廣，可用于各種有毒難降解的有機物；產物不需作進一步處理時，在低有機物含量（2%）時可通過自身熱交換，因而不需要外界供熱；反應速度快，在幾十秒的時間內即可完全氧化有機物；反應器結構簡單，處理量大。盡管SCWO技術有許多優點，并且展現出良好的工業應用前景，但是超臨界水氧化法還有一些實際的技術問題需要解決，如反應條件較為苛刻（高溫、高壓），對設備材質要求高等。因為在超臨界環境中比通常條件下更易使金屬腐蝕，Gloyna等人對13種合金在超臨界水環境中的腐蝕狀況進行了研究，結果表明在300℃以下以電化學腐蝕為主，在400℃以上以化學腐蝕為主。目前主要針對不同體系采取不同的措施來減小腐蝕。在超臨界水中，由于無機鹽溶解度小，因此在氧化過程中會有鹽的沉淀，引起反應器和管路的堵塞。
