유동층 가스화기는 연료 입자가 가스화기내부로 공급되며, 산화제와 유동화 상태에서 반응한다. 대용량화가 가능하고, 대부분 건회처리방식과 촤 재순환 시스템을 채택하고 있으며 가스화기 내에서 황을 처리할 수 있다.
유동층 가스화기는 0.6~1.0cm 정도 크기의 연료 입자가 가스화기내부로 공급되며, 산화제(공기 또는 산소, 주로 공기)와 유동화 상태에서 반응하게 된다. 유동층 가스화기내에서는 석탄과 가스가 균일하게 혼합되어 열전달 및 물질전달이 고정층 가스화기에 비해 빠른 속도로 일어나므로 대용량화가 가능하다. 유동층 가스화기는 대부분 회용융 온도보다 낮은 온도에서 운전되므로 대부분 건회처리방식을 채택하고 있으며, 가스배출 시 미세 연료입자 중 일부가 비산되므로 촤(char) 재순환 시스템을 채택하고 있다. 또한 석탄과 함께 석회석 또는 백운석을 첨가하여 가스화기 내에서 황을 처리할 수 있는 특성도 지니고 있다. 현재 개발된 유동층 가스화기로서 KRW(Kellogg Rust Westinghouse, 미국), TAMPELLA(덴마크) 및 AHLSTROM(프랑스) 등이 있다.