在催化剂的作用和在氧气存在条件下，NH3优先和NOx发生还原脱除反应，生成氮气和水，而不和烟气中的氧进行氧化反应，其主要反应式为：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O（1）
2NO2+4NH3 +O2→ 3N2+6H2O（2）
在没有催化剂的情况下，上述化学反应只是在很窄的温度范围内（980℃左右）进行，采用催化剂时其反应温度可控制在300-400℃下进行，相当于锅炉省煤器与空气预热器之间的烟气温度，上述反应为放热反应，由于NOx在烟气中的浓度较低， 故反应引起催化剂温度的升高可以忽略。
SNCR烟气脱硝技术：
选择性非催化还原技术不受催化剂寿命的影响，该技术是用NH3、尿素等还原剂喷入炉内与NOX进行选择性反应，不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为850～1100℃的区域，该还原剂（如尿素）迅速热分解成NH3并与烟气中的NOX进行SNCR反应生成N2，该方法是以炉膛为反应器。SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为25%-50%，受锅炉结构尺寸影响很大，多用作低NOX燃烧技术的补充处理手段。
SNCR脱硝效率一般范围
为30～60％(对于小型循环流化床锅炉脱硝效率可达70％)；但是，SCR投资运行费用较大，SNCR投资及运行费用相对较低，且SNCR几乎不增加系统阻力。由于锅炉自身NOx排放浓度低，因此合理改进选择性非催化还原法(SNCR)脱硝，仍可满足环保标准，且技术投资和运行成本低、安装和改造较为简便。噪音小、设备密封性较好，运行可靠，无堵管现象，环境面貌得到完善。该系统一次安装调试投运后，基本不用操作，几乎没有维护量，检修工只须定期检查即可。