De uitlaatgassen van een auto bevatten meer dan alleen koolstofdioxide en water. Ze bevatten ook koolmonoxide, stikstofoxiden en onverbrande koolwaterstoffen, die allemaal schadelijk zijn. Een katalysator reinigt die uitlaatgassen. Deze bevindt zich in de uitlaatpijp en gebruikt een katalysator, meestal van platina, palladium of rhodium, om deze verontreinigende stoffen om te zetten in minder schadelijke gassen.

De chemische reactie verloopt in twee fasen. De reductiekatalysator zet stikstofoxiden om in stikstof en zuurstof. De oxidatiekatalysator zet koolmonoxide en koolwaterstoffen om in kooldioxide en water. Een moderne driewegkatalysator regelt beide fasen en zorgt tevens voor de opslag van zuurstof om het mengsel in balans te houden. Het systeem werkt alleen wanneer de motor draait met de juiste lucht-brandstofverhouding, vandaar dat zuurstofsensoren en motorcomputers deel uitmaken van het systeem.

Katalysatoren werden in 1975 voor het eerst verplicht gesteld in de Verenigde Staten. Ze hebben de uitstoot van voertuigen drastisch verminderd. Loodhoudende benzine moest worden uitgefaseerd omdat lood de katalysator aantast. Dat alleen al was een grote overwinning voor de volksgezondheid.

Katalysatoren zijn waardevol, en dieven weten dat. De metalen erin zijn honderden dollars waard. De diefstal van katalysatoren is de laatste jaren sterk toegenomen, waardoor sommige eigenaren afschermingen hebben geïnstalleerd en sommige staten de wetgeving rond schrootmetaal hebben aangescherpt.