Keemiline silmuspõletus on tehnika, mis kasutab kütuse põletamisel õhu asemel metallioksiide. Need süsteemid kasutavad tavaliselt keevkihti metallioksiidide tsirkuleerimiseks reaktsioonikambrisse, kus need annavad põlemiseks vajalikku hapnikku. Metalloksiidid tsirkuleeritakse seejärel tagasi teise piirkonda, kus saab lisada rohkem hapnikku. Kuna põlemisprotsessis kasutatakse ainult puhast hapnikku, siis lämmastikoksiidi ei teki. Keemilise silmuspõlemisprotsessi suitsugaasid koosnevad tavaliselt peamiselt süsinikdioksiidist (CO2) ja veeaurust, seega võib see meetod olla kasulik süsiniku säästmiseks sidumiseks.
Keemilises silmuspõlemisprotsessis on tavaliselt kaks erinevat reaktorit, mis on omavahel mingil viisil ühendatud. Üks neist reaktoritest sisaldab teatud tüüpi kütust, mille põlemiseks on vaja hapnikku. Metalloksiidid tsirkuleeritakse sellesse reaktorisse, tavaliselt läbi keevkihi. Seejärel kasutatakse metalli oksiide kütuse oksüdeerimiseks. Kui kütuses on hapnikku, saab seda põletada.
Pärast metallioksiidide hapnikust eemaldamist esimeses reaktoris tsirkuleeritakse need tagasi õhureaktorisse. Kui redutseeritud metall siseneb sellesse kambrisse, puutub see kokku õhuga, misjärel võib see võtta rohkem hapnikuaatomeid ja uuesti oksüdeeruda. Protsess viiakse seejärel silmusesse, kuna äsja oksüdeerunud metall tsirkuleeritakse tagasi kütusereaktorisse ja seda kasutatakse teise põlemistsükli hõlbustamiseks.
Mis tahes tüüpi kütuse põletamisel õhu juuresolekul tekib hulk kõrvalsaadusi. Kõik õhus ja kütuses leiduvad erinevad elemendid võivad interakteeruda mitmel erineval viisil, luues mitmeid keemilisi kombinatsioone. Süsinikdioksiid on enamiku suitsugaaside üks põhikomponente, kuid lämmastiku sisalduse tõttu õhus tekib enamikes põlemisprotsessides ka lämmastikoksiidi. Hapnik-kütuse põletamine viitab protsessile, kus hapnik eraldatakse mingil viisil õhust, mis lihtsustab põlemisel tekkivaid keemilisi reaktsioone. Keemiline silmuspõletus on üks hapniku-kütuse põlemisprotsesside tüüp.
Keemilise silmuspõletuse peamine eelis on see, et suitsugaaside sisu on võimalik lihtsustada. Süsinikdioksiidi eraldamine lämmastikoksiidist või süsiniku eraldamine otse õhust võib olla keeruline ja kulukas. Veeauru süsihappegaasist eraldamise protsess on oluliselt lihtsam, seega sisaldavad keemilisel silmuspõletusel tekkivad suitsugaasid süsihappegaasi, mille sidumine on odavam.