氯化焙烧是在一定温度和气氛条件下，用氯化剂使矿物原料中的目的组分转为气相或凝聚相的氯化物，以使目的组分分离富集的工艺过程。
据产品形态可将其分为中温氯化焙烧、高温氯化焙烧和氯化-还原焙烧（离析）三种类型。中温氯化焙烧时，生成的氯化物基本上呈固态存在于焙砂中，然后用浸出的方法使其转入溶液中，故又将其称为氯化焙烧-浸出法。高温氯化焙烧时，生成的氯化物呈气态挥发，故又将其称为高温氯化挥发法。氯化-还原焙烧法（离析法）是使目的组分呈氯化物挥发的同时又使金属氯化物被还原而呈金属态析出，然后用物理选矿法使其与脉石分离。
根据气相中的含氧量，氯化焙烧又可分为氧化氯化焙烧（直接氯化）和还原氯化焙烧（还原氯化）两种类型。还原氯化焙烧主要用于处理较难氯化的物料。
氯化焙烧中应用的氯化剂有氯气、氯化氢、四氯化碳、氯化钙、氯化钠、氯化铵等，常用的是气体氯化剂（氯气、氯化氢）、固体氯化剂（氯化钠、氯化钙、氯化铁）。采用气体氯化剂时的氯化反应为：
MO+2HCl＝MCl 2 +H 2 O
MS+2HCl＝MCl 2 +H 2 S
一些常见金属如金、镉、铅、锌、铜等的氧化物较易被氯气氯化，氧化镍和氧化钴的氯化要差些，而四氧化三铁和一般脉石组分如氧化硅、氧化铝、氧化镁（氧化钙除外）难氯化，但低价氧化铁能被氯气氯化。采用氯化氢作为氯化剂时，其氯化能力随温度的升高而降低，易被氯气氯化的银、铜、铅、锌等氧化物也易被气态氯化氢所氯化，而氧化硅、氧化铝、氧化镁等难被氯化氢氯化，氧化镍、氧化钴和氧化亚铁只在低温时才被氯化氢所氯化。金属硫化物较易被氯气所氯化，且较氧化物易氯化，对多数金属硫化物而言，最好采用氯气作为氯化剂，但在高温时，硫化物用氯化氢氯化常常无效。
除气态氯化剂外，工业上还常用氯化钠和氯化钙等固体氯化剂。氯化钠和氯化钙具有很高的热稳定性，在一般焙烧温度下不会热离解。高温条件下，固体氯化剂虽可与物料组分发生相互反应，但固相间接触不良，反应速率慢。因此，固体氯化剂的氯化作用主要是通过其他组分使其分解而得到氯气和氯化氢来实现的。
影响氯化焙烧的主要因素有温度、氯化剂类型及浓度（用量）、气相组成、气流速度、物料粒度、孔隙度、物料矿物组成、化学组成、催化作用等。
目前，氯化焙烧工艺已用于处理黄铁矿烧渣、高钛渣、贫镍矿、红土矿、贫锡矿、复杂金矿及贫铋复合矿等。焙烧过程在多膛炉、竖炉、回转炉或沸腾炉中进行。除氯化焙烧工艺外，氯化离析也是处理某些难选矿石的有效方法之一。该法是在矿物原料中加入一定量的炭质还原剂（煤或焦粉）和氯化剂（氯化钙或氯化钠），在中性或弱还原气氛下加热，使有用组分从矿石中氯化挥发并同时在炭粒表面还原为金属颗粒，随后用物理选矿法将其富集为化学精矿。难选氧化铜矿石的离析已大规模工业化。