水蒸气气化过程主要发生了生物质的热解反应、高温水蒸气（800℃以上）与碳的还原反应、高温水蒸气与一氧化碳的变换反应及各种甲烷化反应等。水蒸气作为气化剂，与碳、生物质热解气相产物反应，为气化过程提供氧的同时也提供氢供体。主要有以下反应类型及反应式。

生物质热解：

生物质→H₂+CO+CO₂+轻质碳氢化合物+焦油+生物炭 +Q千焦/摩尔

CO的变换反应：  

CO+H₂O→CO₂+H₂　　-42千焦/摩尔

焦油高温裂解：    

Tar→CO₂+CO+H₂+CH₄+轻质碳氢化合物　　+Q千焦/摩尔

水蒸气的还原反应：

C+H₂O→CO+H₂　　+118.9千焦/摩尔

C+2H₂O→CO₂+2H₂　　+90.2千焦/摩尔

甲烷蒸气重整反应：

CH₄+H₂O→CO+3H₂　　+206.3千焦/摩尔

CH₄+2H₂O→CO₂+4H₂　　+165千焦/摩尔

CO₂的还原反应：  

C+CO₂→2CO　　+173.8千焦/摩尔

干重整反应：      

CH₄+CO₂→2CO+2H₂　　+247.3千焦/摩尔

甲烷化反应：      

C+2H₂→CH₄　　-74.82千焦/摩尔

碳氢化合物的水蒸气重整反应：

C_nH_m+2nH₂O↔(2n+m/2)H₂+nCO₂

生物质水蒸气气化的总化学反应方程式： 

生物质+热量+水蒸气↔H₂+CO+CO₂+CH₄+轻质和重质碳氢化合物

典型的水蒸气气化产物组分为：20%～26%H₂、28%～42%CO、16%～23%CO₂、10%～20%CH₄、2%～4%C₂H₂、0%～1%C₂H₆、2%～3%C_nH_m。由于氢气和烷烃的含量较高，生成气的热值高，为11～19兆焦/米³，属于中热值燃气。水蒸气气化得到的气体产物可用作燃料，也可用于合成气的原料。

水蒸气发生器和过热器等均为耗能设备，且水蒸气气化过程中主反应为吸热反应，因此单独使用水蒸气作为气化介质时需要外加热源，系统独立性差，技术较为复杂，运行成本较高。因此，水蒸气气化一般不单独使用，而是与氧气（或富氧空气）气化联合使用，形成自供热系统，不需要外加热源，同时还减少氧气（空气）的消耗量，生成更多的氢气和烃类化合物。