I blir brensel brent i oksygen i stedet for luft. For å begrense de resulterende flammetemperaturene til nivåer som er vanlige ved forbrenning, blir avkjølt brenselgass resirkulert og injisert inn i forbrenningskammeret. Brenselgassen består av hovedsakelig karbondioksid og vanndamp, hvorav sistnevnte blir kondensert ved avkjøling. Resultatet er en nesten ren karbondioksidstrøm som kan transporteres til lagringsstedet og lagres. Kraftverksprosesser som er basert på oksybrensel-forbrenning kalles «nullutslipp»-sykler, fordi lagret CO ikke er en fraksjon som er fjernet fra brenselgasstrømmen (slik som for pre- og post-forbrenningsfangst) men fra selve brenselgasstrømmen.