水热条件下水与普通水相比，具有其特殊的性质，在水热条件下水的密度、离子积、粘度及介电常数发生急剧变化。表现出类似于稠密气体的特性，因分子间的氢键作用减弱导致其对有机物和气体的溶解度增强，同时无机物的溶解度也大幅下降，这些溶剂性能和物理性质使其成为处理有机废物的理想介质。
水热条件下因水的特殊性质而发生的质子催化、亲核反应、氢氧根离子催化以及自由基反应，使得反应过程中水既是反应介质同时又是反应物．在特定的条件下能够起到酸碱催化剂的作用。水热条件下发生的氧化、脱水、脱氢、烷基化、水合、水解和裂解等反应，为其在有机废物资源化应用的领域的发展提供了重要的理论基础依据。用水热法技术处理秸秆类生物原料可以生产生物肥料，产生的生物肥料腐殖酸能很好的改良土壤。
水热法与传统堆肥法相比，水热堆肥技术处理时间短、所需场地小、设备简单、无甲烷等气体排出、反应安全，得到的产品十分稳定。李传华等在水热条件下，利用高压反应釜，通过控制反应条件，加入Na2CO3做催化剂，实现了秸秆蔗渣转化为腐殖酸，制取生物肥料，对条件进行了优化，所得产物腐植酸质量分数高达45％左右。对转化产物和机理进行了深入研究。用水热技术处理秸秆产生的生物肥料腐殖酸产率高，并且产物腐殖酸克服单施化肥的弊端，提高土壤肥力，具有良好的经济价值。另外，利用水热技术通过控制条件还可制氢气，吕友军、冀承猛等以农业废弃物为原料，羧甲基纤维素钠为添加剂，利用连续管流反应器，在反应器壁温为650℃，压力为25MPa的条件下进行了生物质气化制氢气实验研究。这种方法非常适于工业生产。
目前，出现了利用农业秸秆废弃物生产生物柴油，将秸秆类废弃物快速热解液化是在传统裂解基础上发展起来的一种技术，也属于水热法的范畴。相对于传统裂解，采用超高加热速率、超短产物停留时间及适中的裂解温度，使农业废弃物中的有机高聚物分子在隔绝空气的条件下迅速断裂为短链分子，使焦炭和产物气降到最低限度，从而最大限度获得液体产品。这种棕黑色黏性液体产品被称为生物油，可以直接作为燃料使用。
