早期的克劳斯法，是在催化反应器中用空气将H2S直接进行氧化得到硫磺。
3H2S + 3/2 02 — 3S + 3H20 (5-50)
该反应是一强放热反应，温度高不利于反应的进行，一般要求维持在250～300℃，如果酸性气中H2S含量高，会使催化床层温度难以控制，这就限制了克劳斯法的广泛使用。后经改进，将反应式分成两步进行。
Shou先，在燃烧炉内三分之一的H2S与O2燃烧，生成SO2：
H2S + 3/202 — SO2 + H2O + Q (5-51)
其次，剩余的H2S与生成的SO2在催化剂作用下，进行克劳斯反应生成硫磺：
2H2S + SO2 — 3S + 2H2O + Q (5-52)
第一步是一种燃烧反应，可将含硫气体直接引入高温燃烧炉，其反应热由废锅加以回收，并使气体温度降至适合于第二步进行催化反应的温度．然后再进入催化床层反应生成硫磺。从经过改进后的二步法克劳斯反应式可以看出：第一步仅反应掉H2S总量的1｜3，第二步为2｜3，这是克劳斯法的一项技术控制关键。因此人们将第二步反应(5-52)称之为克劳斯反应。
克劳斯法另一项重大改进是：当酸性气中H2S含量足够高时，可在一台独立的燃烧炉中，进行H2S的非催化法直接氧化制硫磺，制硫产率约为总硫含量的60％～70％，其尾气经废锅冷却，气态硫冷凝回收之后，再进入催化反应器进行克劳斯反应，进行硫回收。
克劳斯反应催化剂目前已形成LS和CT两大系列，已在克劳斯回收工业装置上获得推广应用，实践证明铝基催化剂的性能较好。因为硫的凝固点仅为114.5℃，为防止单质硫在催化剂表面上沉积，影响催化剂活性，实际操作温度需控制在硫的露点以上。
比较典型的是控制一段床层的入口温度为230～240℃，出口温升约1.0℃，而将二、三段的入口温度逐渐降低，以利于化学平衡。若处理气体中有机硫含量比较高的场合下，应使其通过加氢和水解反应，尽量使其转化成H2S以便于除去。为满足COS和CS2的加氢和水解，要求催化剂床层的出口温度，需控制在300～400℃的范围内。
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