三元催化是指利用氧化和还原反应，将汽车尾气中的有害气体如一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）转化为无害的二氧化碳（CO2）、水（H2O）和氮气（N2）的催化过程。主要通过使用三元催化器实现，该催化器由一块多孔陶瓷载体构成，安装在特制的排气管中。这里所称的载体是指它本身并不直接参与催化反应，而是覆盖着贵重金属如铂、铑和钯等，才能实现催化作用。三元催化器是汽车排气系统中最重要的外部净化装置。
三元催化器的工作原理是这样的：当高温的汽车尾气通过催化装置时，三元催化器内的催化剂会增强一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）这三种气体的活性，从而促使它们发生氧化-还原化学反应。具体来说，高温下，CO会被氧化为无毒的无色二氧化碳（CO2）气体；HC化合物会被氧化成水（H2O）和二氧化碳（CO2）；而NOx则会被还原成氮气（N2）和氧气（O2）。通过这些反应，将这三种有害气体转化为无害气体，实现汽车尾气的净化。
三元催化反应器类似于消声器，它由外部双层不锈钢薄板制成筒形结构。双层薄板之间装有绝热材料，通常是石棉纤维毡。在内部的网状隔板之间装有净化剂，净化剂由载体和催化剂组成。通常，载体采用三氧化二铝制成，形状包括球形、多棱体和网状隔板等。净化剂实际上是起到催化作用的物质，也被称为催化剂。常用的催化剂金属包括铂、铑和钯。其中一种金属被喷涂在载体上，从而形成净化剂。
一般而言，三元催化器无需清洗，而是直接更换当催化剂遭受严重氧化。由于三元催化器的工作温度约为350摄氏度，最好避免液态水的滞留，因此清洗并不可行。
