Die Brennkammer hat die Aufgabe, die Temperatur des Arbeitsmediums durch die Verbrennung von Brennstoff auf die gewünschte Turbineneintrittstemperatur zu erhöhen. Die damit verbundenen Anforderungen führen bei der Umsetzung zu verschiedenen Schwierigkeiten. Brennkammerkonzepte beinhalten eine Veränderung der Brennstoff- und Luftaufbereitung mit dem Ziel, die Emission der Stickoxide zu reduzieren. Durch Nachrüstung mit entsprechenden Systemen bei bereits existierenden Triebwerken kann eine Verringerung des Schadstoffausstoßes von 10 bis 20 Prozent erreicht werden. Bei den gegenwärtig konstruierten Brennkammerkonzepten kann zwischen den Low Stickoxid (NO_x)-Konzepten und den Ultra Low NO_x -Konzepten unterschieden werden.

Bei den Low NO_x -Konzepten wird mit einer Stufung der Brennstoffeinspritzung gearbeitet. Entsprechend dem jeweiligen Lastzustand des Triebwerks werden nur eine oder beide Zonen zugeschaltet. Ziel dieses Verfahrens ist es, die Triebwerke in allen Lastzuständen im sog. Magerbetrieb ohne Vorvermischung zu fahren. Um eine solche Form der Verbrennung zu erhalten, muss ein selbständiges, digitales elektronisches Triebwerksregelungssystem (Full Authority Digital Electronic Control - FADEC) vorhanden sein. Durch diese Verfahren kann der Schadstoffausstoß bis zu 30 Prozent verringert werden. Einige der Low NO_x -Konzepte haben bezüglich verschiedener Triebwerke Serienreife erreicht (z.B. CFM56-5B, IAE V2500). [Wulf01; WuHo97; Rach98]

Ultra Low NO_x -Konzepte werden für den Einsatz sowohl im Unter- wie Überschallflug (High Speed Civil Transport - HSCT) untersucht. Es wird eine Reduktion der Emissionen von 70 bis 85 Prozent erwartet. Bei Ultra Low NO_x-Konzepten existieren zwei Ansätze:

In vielen Regionen gelten strenge Vorschriften zur Reduzierung von Umweltbelastungen durch Schadstoffe, was die Zukunftsfähigkeit von Gasturbinen beeinträchtigen könnte. Die wirtschaftliche Nutzung aller verfügbaren Energieträger erfordert die Verbrennung einer breiten Palette von Brennstoffen mit teils ungünstigen Eigenschaften. Zukünftige Brennkammern müssen vielseitig einsetzbar sein. Die bisherigen Ausführungsformen der Brennkammern stoßen an ihre Grenzen, und neue Konzepte sind notwendig. Diese Notwendigkeit hat zu einer Wiederbelebung der Brennkammerforschung geführt. Dabei werden neue Konzepte für schadstoffarme Brennkammern sowie Möglichkeiten der Gemischaufbereitung und Flammrohrkühlung zum Beispiel erforscht. Ein Konzept, welches zum Beispiel eine geringe NOx-Bildung in Brennkammern verspricht, ist die magere abgehobene Flamme wie das Forschungsprojekt CHAiRLIFT zeigt.