在耐火性颗粒体（如砂粒）和固体燃料的混合粒子层的下面，吹入高速空气，形成类似沸腾状态的流动层，这种燃烧器称为流动床燃烧器。流动床是由开有很多小孔的分散板和堆有十几厘米高的砂粒所组成。当空气流速很低时，空气通过砂粒间的空隙而上升。但当流速超过流动开始流速（大约0.2米／秒）时，空气就形成气泡，反复聚合上升，从而引起砂粒剧烈跳动。空气气泡体积膨胀和破灭，砂层被剧烈搅动。砂层的很大的热容量和剧烈搅动，使得流动层温度几乎一样，从而使得燃烧过程不变。即使在700～900摄氏度这样较低的温度下也能稳定地燃烧。在流动层内不需要火焰传播，只要发热量能维持层内温度就行了，因此就煤而言，700摄氏度也就足够了。相反地，如果超过950摄氏度，煤中的灰分将熔化，引起流动层流动化不良。
由于在流动床燃烧器中燃料不需要粉碎就可燃烧，因而省去了粉碎动力。如果在流动层中添入石灰石，石灰石热分解成生石灰，而生石灰与二氧化硫反应生成石膏，从而实现炉内脱硫。而脱硫反应适合温度在800～950摄氏度，恰好与流动床燃烧器最佳燃烧温度相一致。由于流动床燃烧器的流动层的热容量非常大，像含水量比较大的可以在流动层内干燥燃烧，所以流动床燃烧器又非常适合用于处理城市垃圾和下水道污泥。