利用硫酸钙化学和物理的稳定性达到脱硫目的，原料是石灰石、消石灰等，首先是使SO2溶解:SO2+H2O=H2SO3，H2SO3=HSO3-+H+，HSO3-=H++SO32-使石灰石溶解:
CaO+H2O=Ca(OH)2，Ca(OH)2=Ca2++2OH-，使两种溶液进行化学反应吸收溶解的SO2:
Ca2++SO32-=CaSO3，CaSO3+(1/2)H2O=CaSO3·(1/2)H2O。
对液体进行氧化:
HSO3-+(1/2)O2=H++SO42-，Ca2++SO42-=CaSO4↓，CaSO4+2H2O=CaSO4·2H2O↓
最后的产物是CaSO4·2H2O↓(就是石膏)，是一种不溶于水的稳定物质，可用于建筑材料和水泥制作的原料。
以上这种方法就是通常所说的石灰石-石膏法烟气脱硫(FGD)的化学机理。
利用中国的特产氧化镁进行脱硫的方法，原料是镁矿石、氧化镁等，也经过了SO2溶解，MgO溶解:MgO+H2O=Mg(OH)2，MgO+2CO2+H2O=Mg(HCO3)2，
使两种溶液进行化学反应吸收溶解的SO2:
Mg(OH)2+SO2=MgSO3+H2O，
Mg(HCO3)2+SO2=MgSO3+H2O+2CO2，
MgSO3+H2O+SO2=Mg(HSO3)2，
MgO+Mg(HSO3)2=2MgSO3+H2O 要完成此过程MgO要有5%的过量。
对液体进行氧化:
MgSO3+1/2O2=MgSO4，
MgO+SO2+1/2O2=MgSO4在经过结晶浓缩可生产肥料级的MgSO4·1H2O，也可生产工业级MgSO4·7HO，如果不进行或抑制MgSO3氧化，可以再生脱硫剂并生产硫酸。
利用氨气和氨水与二氧化硫和氮氧化物反应，起到脱硫、脱硝的作用。也是先用水溶解SO2、NO、NO2，形成HSO3、HSO4、HNO3，然后与NH3及氨水发生化学反应:
H2SO4+2NH3=(NH4)2SO4，HNO3+NH3=NH4NO3，
SO2+H2O+1/2O2=H2SO4，H2SO3+2NH3=(NH4)2SO3，
(NH4)2SO3+H2O+SO2=2NH4HSO3，NH4HSO3+NH3=(NH4)2SO3。
(NH4)2SO3在数小时内可以被大气氧化:(NH4)2SO3+1/2O2=(NH4)2SO4氨法的优势是用量少、二次污染少、副产品用途广泛(可以作为氨肥)、也可以实现循环再生使用、脱硫、脱硝一次完成，但是氨水的价格高1200-1500元/吨，配套设备要求高，一次性投资大。
用火碱和纯碱作为吸收液进行脱硫。SO2在水中与NaOH和Na2CO3反应:
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O，
Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑，
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3，
NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O，
2NaHSO3+Na2CO3=2Na2SO3+H2O+CO2↑
在吸收液的处理中可以利用Na2SO3与NaHSO3在水中溶解度的不同，使Na2SO3结晶作为副产品，或者用酸分解处理，使之再生。火碱和纯碱的价格比较高，且腐蚀性也比较高，在当前世界上使用不是很普遍，在钠法的基础上，在后期加入石灰石生产石膏可以节省部分的火碱、纯碱，这就是双碱法。
是利用炭材料的吸附性能或催化氧化性能脱除烟气中的二氧化硫同时回收硫资源的方法。其机理是:SO2、O2和H2O被活性炭吸附，催化氧化:SO2+1/2O2=SO3之后水合成为酸:SO3+H2O=H2SO4，用水冲洗吸附材料后再生吸附剂的吸附活性，并产生稀硫酸:H2SO4+n H2O=H2SO4·n H2O，浓缩后成为副产品。炭法脱硫工艺流程短、运行维护简单、脱硫剂消耗小、水耗小、脱硫成本低、副产品可综合利用，但是脱硫容量小、能耗和炭耗大、脱硫效率低，所以现在不能用于大规模锅炉，也没有形成产业化。
海水/电石渣/工业废水/锅炉废水法脱硫:
海水中过量的碳酸盐(钠、钙)、电石渣中的碳酸钙、工业废水、锅炉废水中的碱性物质，都是可以与酸性的二氧化硫反应而起到脱硫作用。是可以综合利用的资源，但是在实际中应用时存在着不易控制浓度、脱硫效果不稳定、脱硫效果差等缺点，而且要因地制宜。
