Quá trình đốt cháy không hoàn toàn có thể tạo ra nhiều loại sản phẩm phụ khác nhau, tùy thuộc vào nhiên liệu được đốt cháy. Trong nhiều trường hợp, những chất này có thể độc hại. Ví dụ, quá trình đốt cháy không hoàn toàn các hydrocacbon tạo ra carbon monoxide, một loại khí độc. Ôxít bồ hóng, hydro và nitơ là những sản phẩm phụ phổ biến khác của quá trình đốt cháy không hoàn toàn.
Đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu hydrocacbon tạo ra rất ít sản phẩm phụ, chủ yếu là carbon dioxide và nước cùng với một số oxit. Nếu không có đủ oxy để đốt cháy hoàn toàn, hoặc một bộ phận tản nhiệt nào đó cản trở quá trình đốt cháy, nhiên liệu sẽ không cháy hoàn toàn. Quá trình oxy hóa một phần hydrocacbon này dẫn đến các phân tử không bị phân hủy hoàn toàn, giải phóng các chất độc hại tiềm tàng vào bầu khí quyển.
Một phương pháp phổ biến để giảm các sản phẩm phụ có khả năng gây độc hại này là đốt các sản phẩm thải trong lò đốt sau hoặc sử dụng chất xúc tác để thay đổi thành phần của khí thải. Bộ chuyển đổi xúc tác trên ô tô là loại thiết bị thứ hai, sử dụng kim loại quý để oxy hóa khí thải. Các bộ chuyển đổi xúc tác hiện đại có thể oxy hóa carbon monoxide thành carbon dioxide, chuyển đổi các hạt nhiên liệu chưa cháy thành carbon dioxide và nước, đồng thời khử nitơ oxit thành nitơ và oxy. Những thiết bị này có thể làm giảm đáng kể, nhưng không loại bỏ hoàn toàn các sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy không hoàn toàn.
