提供了一种用于氧气燃料型燃烧反应的系统和方法。在一个或多个实施方案中，燃烧系统可以包括至少两个混合区，其中第一混合区将氧气和二氧化碳至少部分地混合以生成第一混合器，第二混合区将第一混合物与燃料至少部分地混合以生成第二混合物。燃烧系统还可以包含燃烧区，所述燃烧区配置为燃烧第二混合物以生成燃烧产物。在一个或多个实施方案中，第一混合物可以具有空间上可变的氧气-二氧化碳比，所述空间上可变的氧气-二氧化碳比配置为在燃烧区中产生热区以便提高燃烧区中的火焰稳定性。