Mit dem Begriff Oxyfuel-Verfahren (aus Oxy für Oxygen (Sauerstoff) und fuel für Brennstoff) werden Verbrennungsverfahren bezeichnet, bei denen, im Gegensatz zur konventionellen Verbrennung mit Luft der Brennstoff mit möglichst reinem Sauerstoff (also ohne oder nur mit geringem Anteil von Stickstoffund Argon) verbrannt wird.

Die Idee der Oxyfuel-Technik ist, dass wenn man Brennstoffe (die fast ausschließlich aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen) mit reinem Sauerstoff oxidiert, als Oxidationsprodukte ausschließlich CO₂  und H₂O entstehen. Aus diesem CO₂ /H₂O-Gasgemisch lässt sich durch Kondensation des H₂O leicht reines CO₂  erzeugen. Das reine CO₂  wird nicht klimaschädigend in die Atmosphäre emittiert, sondern kann

• stofflich genutzt werden (CCU-Technik – carbon capture and utilyzation) oder
• unterirdisch gespeichert werden (CCS-Verfahren – carbon capture and storage)

Ohne Zusatzmaßnahmen liegt die Temperatur der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen mit Reinsauerstoff oberhalb von 4.000 °C. Diesem Temperaturniveau halten alle bekannten Werkstoffe nicht Stand. Um die Temperatur der Verbrennung zu senken, gibt es zwei Möglichkeiten:

• die Rezirkulation von Abgas in den Brennraum und
• die Zugabe von H₂O in den Brennraum.

Beispiele für die Senkung der Verbrennungstemperatur durch Injektion von H₂O in den Brennraum sind die von Kirchner Energietechnik entwickelte und patentierte Oxyfuel-Gasturbine und der Oxyfuelmotor.