气相催化氧化法烟气脱硫是在催化剂接触表面上，烟气中的SO2直接氧化为SO3的干式烟气脱硫方法。常用的催化剂为V2O5，广泛用于处理硫酸尾气，处理电厂锅炉气及炼油厂尾气技术尚未成熟。反应机理简单，在钒催化剂表面上，SO2氧化为SO3，须根据既要有较高的转化率，又要有较快的反应速度的原则来选择适宜的反应温度，美国孟山都等公司联合研究发展的孟山都催化氧化法（Monsanto Cat-OX）是气相催化氧化法的典型工艺。经高温电除尘器净化的烟气进入置有若干层钒催化剂的转化器，使烟气中80～90%的SO2氧化为SO3，经转化器的烟气再经省煤器、空气预热器冷却后，在一台填充塔内用冷硫酸洗涤除去SO3，可得浓度为80%的硫酸。烟气中残余的飞灰沉积在催化剂表面，使转化器阻力增加，需定期取出催化剂清理。