不少垃圾中有塑料制品和其它一些有害物质，一旦焚烧会产生大量烟雾、灰尘，甚至有毒物质，如一氧化碳、二氧化碳、苯的化合物等有害气体，还有不少致癌物质，对人体危害很大。许多物质是不能或不宜用焚烧方式处理的，比如废旧电池等。
塑料、人造棉等垃圾焚烧后会产生氯化物等有毒气体，会严重污染空气。
焚烧产生的酸性气体如S Ox、NOx、HCL、HF等，污染大气,而且燃烧后灰烬的存放会对土地和地下水造成污染，即是为了符合空气排放标准,安装过滤装置来收集排放物,同样也需要处理固体废物,增加了环境的负担或危害。
落叶等垃圾是不能焚烧的，因为许多树叶能分泌油脂和黏液，这种分泌物能吸附滞留空气中的灰尘以及有毒有害的物质。
而在燃烧时，还会产生大量的一氧化碳和致癌物苯并芘，污染空气进而危害人体健康。
低温焚烧垃圾很难分解有害物质，如二恶英，只有将焚烧炉的温度提升到800度以上才能减少二恶英的产生。
二恶英属于持久性有机污染物，在环境中不易降解、存留时间较长，它严重污染大气，可通过大气、水的输送而影响环境，并可通过食物链富集，最终能造成人体内分泌系统紊乱，生殖和免疫系统受到破坏，并诱发癌症和神经性疾病，严重影响人类健康。
