三元催化器，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质，因此称作“三元”。
三元催化器的载体部件是一块多孔陶瓷材料，安装在特制的排气管当中，称它是载体，是因为它本身并不参加催化反应，而是在上面覆盖着一层铂、铑、钯等贵重金属。汽车尾气中的HC、CO 是有毒气体，过多吸入会导致人死亡，而NOX 会直接导致光化学烟雾的发生。当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的催化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水(H2O)和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。说了一大堆，其实就是有害气体转化为无害气体。
三元催化功能劣化（失效）原因
①温度过高
常温下三元催化转化器不具备催化能力，其催化剂必须加热到一定温度才具有氧化或还原的能力，通常催化转化器的起燃温度为250～350℃，正常工作温度一般为350～700℃。催化转化器工作时会产生大量的热量，废气中一氧化碳和碳氢化和物的含量越高，氧化的温度也愈高，当温度超过850～1000℃时，其内涂层的催化剂很可能会脱落，载体碎裂。所以必须注意控制造成排气温度升高的各种因素，如点火时间过迟或点火次序错乱、断火等，这都会使未燃烧的混合气进入催化反应器，造成排气温度过高，影响催化转化器的效能。
②慢性中毒
催化剂对硫、铅、磷、锌等元素非常敏感，硫和铅来自于汽油，磷和锌来自于润滑油，这4种物质及它们在发动机中燃烧后形成的氧化物颗粒易被吸附在催化剂的表面，使催化剂无法与废气接触，从而失去了催化作用，即所谓的“中毒”现象。特别提示，不明来路的燃油，或是号称汽油替代产品的燃料，谨慎使用，三元中毒，或堵死的风险极高.
③排气恶化
催化转化器对污染物的转化能力有一定的限度，因此必须通过机内净化技术将原始排气降到最低。如果排放的废气污染物各成分的浓度、总量过大，比如混合气偏浓等，就会影响催化器的催化转化能力，降低其转化效率。此外，由于废气中有大量的HC和CO进入催化反应器，会在其中产生过度的氧化反应，氧化反应产生大量热量将使催化反应器温度过高而损坏。
④表面积炭
当汽车长期工作于低温状态时，三元催化器无法启动，发动机排出的炭烟会附着在催化剂的表面，造成无法与一氧化碳和碳氢化合物接触，长期下来，便使载体的孔隙堵塞，影响其转化效能。
⑤与发动机不匹配
即使是同样的发动机，同样的三元催化转化器，车型不同，发动机常用的工作区间就不同，排气状况就会发生变化，安装三元催化转化器的位置就不同，就都会影响三元催化转化器的催化转化效果。因此，不同的车辆，应使用不同的三元催化转化器。
⑥氧传感器失效
为使废气催化率达到最佳（90％以上），必须在发动机排气管中安装氧传感器并实现闭环控制。其工作原理是氧传感器将测得废气中氧的浓度，转换成电信号后发送给ECU，使发动机的空燃比控制在一个狭小的、接近理想的区域内（14.7 : 1）。若空燃比大时，虽然一氧化碳和碳氢化合物的转化率略有提高，但氮氧化合物的转化率急剧下降为20％，因此必须保证最佳的空燃比。实现最佳的空燃比，关键是要保证氧传感器工作正常。如果燃油中含铅、硅就会造成氧传感器中毒，此外使用不当，还会造成氧传感器积炭、陶瓷碎裂、加热器电阻丝烧断、内部线路断脱等故障。氧传感器的失效会导致空燃比失准，排气状况恶化，催化转化器效率降低，长时间会使催化转化器的使用寿命降低。
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