Die MVR ist auf einen jährlichen Durchsatz von rund 320.000 Mg Sied­lungs­ab­fälle ausgelegt. Die Verwertung dieser Menge erfolgt in zwei Verfahrens­linien: mit je einer Rost­feuerung und einem Dampf­erzeuger mit einem stündlichen Durchsatz von je 21,5 Mg Abfall.

Bei der Verbrennung des Abfalls wird Energie in Form von Wärme freigesetzt. Mit dieser Wärme wird im Dampferzeuger das Kessel­speise­wasser zu Dampf umgewandelt, durch den wiederum Strom erzeugt wird. Der Dampf wird aber auch für die Auskopplung ins Fernwärme-Netz Hamburgs genutzt.

Zeitgleich zur Verbrennung und Energiegewinnung beginnt die Abgas­reinigung bereits im Kessel durch einen optimalen Verbrennungs­ablauf. Dabei werden die Stickoxide durch Eindüsen von Ammoniak­wasser gemindert. Außerdem ist jeder Verbrennungs- und Dampferzeugungs­linie eine eigene Abgasreinigungs­anlage nachgeschaltet.

Dem Abgas wird nach dem Kessel­austritt ein Gemisch aus Trass und Herdofenkoks zugegeben, das dafür sorgt, dass Schwermetalle und organische Schadstoffe abgeschieden werden. Restliche Stäube im Abgas des Dampferzeugers werden im Gewebefilter eliminiert.

Um außerdem noch Chlor, Fluor, Brom und Jod abzuscheiden, durchläuft das Abgas den sogenannten HCl-Wäscher, in den Betriebs­wasser eingedüst wird. In den Wasser­tropfen werden die Schadgase gelöst und aus dem Abgas ausgesondert. Desweiteren werden Schwefel­oxide im SO₂-Wäscher der Anlage ausgewaschen. Zur Bindung der Schwefel­oxide wird Kalk eingesetzt, der sich mit den Schwefel­verbindungen und einem Teil des Sauerstoffs zu Kalziumsulfat (auch Gips genannt) verbindet.