垃圾焚烧飞灰处理技术主要有五种：
一是水泥固化-危废填埋场。该工艺的优点是水泥固化技术工艺成熟、系统简单、易于操作，固化处理费用较低。但固化体的安全填埋处置费用高，重金属在长期稳定性也较差，处理后固化体的强度偏低。
二是飞灰螯合稳定化—卫生填埋。该技术要求焚烧飞灰含水率小于30%；二噁英含量低于3μg TEQ/kg等。在实际操作中，可能会存在一些问题，如满足要求配比随飞灰而变、成本未降低、部分地区无足够土地资源。
三是飞灰熔融处理技术。该技术优点是减容率高，一般可减至1/2～1/3(体积)；熔渣品质稳定，无重金属溶出，可再生利用；可完全分解二噁英及其它有机污染物。但也存在一些缺点，如高温条件下会产生含有Pb、Zn、Cd等易挥发重金属的废气，需设置后续烟气处理装置；工艺复杂；能源消耗大、处理成本高。该技术日本应用较多，欧洲也有应用，但昂贵的处理费用和复杂的处理系统大大制约了熔融固化技术在中国的推广和应用。
四是飞灰烧结轻骨料处理技术，它可同时实现垃圾焚烧飞灰的无害化处理与资源化利用，不仅重金属污染物实现了有效的固定，二噁英类污染物得到彻底的分解破坏，煅烧产品具备了高强型轻骨料的特点，可应用于浇注普通混凝土和铺设路基垫层。该技术处理成本远低于进入安全填埋场的处置费用，据悉在天津已有应用。
五是飞灰水泥窑共处置技术。由于焚烧飞灰可替代原料，以及水泥窑回转窑适宜处理此类的危险废物，操作工艺易于控制，污染物处理彻底，并能实现资源化利用。国外已有实例，国内技术研究进展快。但飞灰必须进行适当的预处理，降低可溶盐的含量，以满足水泥生产的要求和避免重金属挥发。