氧化鎂的脫硫機理與氧化鈣的脫硫機理相似，都是堿性氧化物與水反應生成氫氧化物，再與二氧化硫溶于水生成的亞硫酸溶液進行酸堿中和反應，氧化鎂反應生成的亞硫酸鎂和硫酸鎂再經(jīng)過回收SO2后進行重復利用或者將其強制氧化全部轉(zhuǎn)化成硫酸鹽制成七水硫酸鎂。

以普通工業(yè)氧化鎂粉（純度約85%~90%）漿液作吸收劑，與煙氣反應生成亞硫酸鎂，如亞硫酸鎂進一步氧化，可生成硫酸鎂。
(懸浮乳液) 熟化
MgO+H2O→Mg(OH)2
吸收
SO2+ H2O→H2SO3
中和
Mg(OH)2+ H2SO3→MgSO3+2H2O
MgSO3+ H2SO3→Mg(HSO3)2
生成的亞硫酸鎂一部分又作為吸收劑循環(huán)使用，同時未使用的另一部分可排放或進一步利用。
(溶解狀態(tài)) 氧化
Mg SO3+1/2O2→MgSO4
此外，在Mg(OH)2相對SO2不足時則會：
MgSO3+SO2+H2O→Mg(HSO3)2
補足Mg(OH)2時
Mg(HSO3)2+Mg(OH)2→2MgSO3↓+2H2O

當副產(chǎn)品亞硫酸鎂/硫酸鎂采用焙燒方法制成氧化鎂和硫酸回收時，則其化學過程如下（焙燒溫度控制在850℃以下，如溫度達到1200℃，氧化鎂會被燒結(jié)，不能作為脫硫劑使用）：
MgSO3 →MgO＋SO2
MgSO4→MgO＋SO3
Mg(HSO3)2→MgO＋H2O＋2SO2
SO2＋1/2O2→SO3
SO3＋H2O→H2SO4
當副產(chǎn)物亞硫酸鎂經(jīng)強制氧化，制成MgSO4•7H2O出售時，其化學過程如下：
MgSO3＋1/2O2→MgSO4
MgSO4＋7H2O→MgSO4•7H2O
如脫硫副產(chǎn)品采用拋棄法，則由于亞硫酸鎂極易氧化成硫酸鎂，而硫酸鎂又是重要的肥料，所以對環(huán)境沒有危害。