澳門自回歸後經濟急速發展，居民的生活水平提升，隨之而來的是生活垃圾的顯著增加，使得垃圾焚化中心舊廠房的處理能力提早飽和；為應付日益增多的生活垃圾，澳門特區政府於2005年開展了澳門垃圾焚化中心的擴建。

垃圾焚化中心的擴建工程計劃於2008年竣工，新廠房位於舊廠房的南面，同樣設有3台採用德國馬丁爐排技術的焚化爐，每台焚化爐的日處理量為288公噸，擴建後焚化中心的總處理能力達到1,728公噸/日。

新廠房焚化爐的尾氣淨化處理系統，是以歐盟2000/76/EC指引為設計藍本，對尾氣中的污染物排放有著嚴格要求。通過於尾氣噴注氨水、石灰漿、活性碳及設置布袋除塵器等方法，尾氣中的氮氧化物、氯化氫、二氧化硫、二噁英、重金屬及粉塵等得到有效的控制。

新廠房裝設了一台16.75兆瓦的渦輪發電機，由焚化垃圾的熱能所產生的蒸氣所推動，產生的電力除可供新廠房自用外，餘下的還可輸出至公共電網。焚化垃圾後所產生的熔渣及飛灰則會被運往特定的堆填區作最終處置。

在擴建焚化中心的同時，亦增設了一座飛灰處理站，以固化的方法將新廠房產生的飛灰無害化處理，而舊廠房的飛灰在升級時亦會改送至該處理站處理。