湿式氧化(wet air oxidation，WAO法)是在高温、高压下，利用空气或氧气(或其他氧化剂，如O3、H2O2、Fenton试剂等)氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物的一种处理方法。该法采用温度在150~374℃(374℃为水的临界温度，超过此温度水不再以液相状态存在)，通常采用温度为200~320℃，压力为1.5~20 MPa。高温可以提高 O2在液相中的溶解性能，高压的目的是抑制水的蒸发以维持液相，而液相的水可以作为催化剂，使氧化反应在较低温度下进行。
湿式氧化法具有使用范围广，处理效率高，二次污染少，氧化速度快，装置小，可回收能量和有用物料等优点，初由美国的 Zimmerman研究提出，20世纪70年代以来，湿式氧化技术发展很快，应用范围扩大，装置数目和规模增大，并开始了催化湿式氧化的研究与应用，主要用于含氰废水、含酚废水、活性炭再生、造纸黑液以及难降解有机物质和城市污泥及城市垃圾渗出液处理。
湿式氧化法的局限性在于：该法要求在高温、高压条件下进行，系统的设备费用高，条件要求高，一次投资大；仅适用于小流量的高浓度有机污水，或作为某种高浓度有机废水的预处理，否则很不经济；对某些有机物如多氯联苯、小分子羧酸的去除难以完全氧化。
为降低湿式空气氧化的反应温度和压力，同时提高处理效果，出现了使用高效、稳定的催化剂的催化湿式氧化法和加人更强的氧化剂(过氧化物)的湿式过氧化物氧化法。
