无害化处置技术众多，总体可分为分离萃取法、固化和稳定化、热处理法三大类。分离萃取法旨在提升垃圾焚烧飞灰的品质，可作为资源化利用前的预处理步骤，以提高后续资源化利用的效率，同时还能回收飞灰中的部分金属和盐类。具体实现方式有：水洗法，利用水作为浸提液体，减少飞灰中氯化物、碱类以及重金属物质的含量；生物／化学萃取法，借助微生物或化学试剂，将飞灰中难溶的金属元素转化为易溶状态，从而实现金属元素从固相到液相的转移，完成分离回收；电化学分离法，利用电势驱动氧化和还原反应，达到回收飞灰中金属的目的 。

固化和稳定化，即通过化学或物理手段，将废弃物中的有害物质固定住。常见的飞灰固化和稳定化方法有：水泥固化法，将经过水洗处理的飞灰与水泥按特定比例混合，制成满足填埋要求的混凝土块后，运往填埋场进行填埋；化学稳定化法，利用化学稳定药剂，将飞灰中容易迁移的重金属转化为难以迁移或毒性较低的物质；水热法，在特定的温度和压力条件下，让飞灰与水发生水热反应生成沸石，将重金属固化在矿物体系当中 。

热处理法是通过高温降解飞灰中的有机有毒物质，并将重金属固定在高温作用下产生的致密结构体中。常见的热处理法包括：烧结法，以飞灰熔融温度50% - 70%的温度对飞灰进行烧结，使其成为致密且坚硬的烧结体，可用于制造烧结砖和骨料等；玻璃化法，在高温作用下使飞灰熔融，形成致密的玻璃状晶体，常用于铺设路基、地基等建材领域 。在资源化利用方面，由于垃圾焚烧飞灰属于危险废物，所以在进行资源化利用时，必须同时兼顾经济效益与环保安全性。当前，飞灰的资源化利用主要集中在建材行业和其他一些行业。在建材行业中，典型的飞灰资源化方法有：生产水泥，飞灰的主要成分包含CaO、SiO₂、Al₂O₃等物质，可替代水泥生产中的部分原料。使用飞灰作为水泥原料，不仅能够减少水泥生产过程中CO₂的排放，而且水泥生产过程中的高温煅烧和快速冷却环节，还能有效降解飞灰中的有毒有机物，避免其再次生成；制备水泥混凝土，飞灰与混凝土的辅助胶凝材料粉煤灰成分相近，同属CaO - SiO₂ - Al₂O₃ - Fe₂O₃体系，且具有一定的胶凝性，因此可作为水泥混凝土的辅助胶凝材料。经过适量预处理的飞灰掺入水泥浆体后，能够促进水泥的早期水化，对水泥体积安定性无不良影响，对水泥混凝土的强度影响也较小；烧制陶瓷材料，飞灰可替代部分粘土用于烧制陶瓷。利用花岗岩废料和飞灰烧制的陶瓷产品，性能与传统陶瓷相近，力学性能甚至优于传统玻璃陶瓷和多孔陶瓷 。在其他行业，飞灰也有诸多应用，如使用固化后的飞灰铺设路基；将飞灰作为土壤改良剂；用作污泥调节剂；当作吸附剂等 。