目前世界上流行的SCR煙氣脫硝技術主要分為氨法SCR和尿素法SCR兩種。此兩種法都是利用氨對NOX的還原功能，在催化劑的作用下將NOX(主要是NO)還原為對大氣沒有多少影響的N2和水。還原劑為NH3，其不同點則是在尿素法SCR中，先利用一種設備將尿素轉化為氨之后輸送至SCR觸媒反應器，它轉換的方法為將尿素注入一分解室中，此分解室提供尿素分解所需之混合時間，駐留時間及溫度，由此室分解出來之氨基產物即成為SCR的還原劑通過觸媒實施化學反應后生成氨及水。尿素分解室中分解成氨的方法有熱解法和水解法，主要化學反應方程式為：     

NH2CONH2+H2O→2NH3+CO2

在整個SCR煙氣脫硝技術的設計中，通常是先使氨蒸發，然后和稀釋空氣或煙氣混合，最后通過分配格柵噴入SCR反應器上游的煙氣中。典型的SCR反應原理示意圖如下：

在SCR反應器內，NO通過以下反應被還原：

4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O

6NO+4NH3→5N2+6H2O

當煙氣中有氧氣時，反應式優行，因此，氨消耗量與NO還原量有一對一的關系。

在鍋爐的煙氣中，NO2一般約占總的NOX濃度的5%，NO2參與的反應如下：

2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

6NO2+8NH3→7N2+12H2O

上面兩個反應表明還原NO2比還原NO需要更多的氨。

在絕大多數鍋爐煙氣中，NO2僅占NOX總量的一小部分，因此NO2的影響并不顯著。

SCR系統NOX脫除效率通常很高，噴入到煙氣中的氨幾乎和NOX反應。有一小部分氨不反應而是作為氨逃逸離開了反應器。一般來說，對于新的催化劑，氨逃逸量很低。但是，隨著催化劑失活或者表面被飛灰覆蓋或堵塞，氨逃逸量就會增加，為了維持需要的NOX脫除率，就必須增加反應器中NH3/NOX摩爾比。當不能保證預先設定的脫硝效率和（或）氨逃逸量的性能標準時，就必須在反應器內添加或更換新的催化劑以恢復催化劑的活性和反應器性能。從新催化劑開始使用到被更換這段時間稱為催化劑壽命。