三元催化器的工作原理是：當高溫的汽車尾氣通過凈化裝置時，三元催化器中的凈化劑將增強CO、HC和NOx三種氣體的活性，促使其進行一定的氧化-還原化學反應，其中CO在高溫下氧化成為無色、無毒的二氧化碳氣體；HC化合物在高溫下氧化成水(H20)和二氧化碳；NOx還原成氮氣和氧氣。三種有害氣體變成無害氣體，使汽車尾氣得以凈化。

　　三元催化器的載體部件是一塊多孔陶瓷材料，安裝在特制的排氣管當中。稱它是載體，是因為它本身并不參加催化反應，而是在上面覆蓋著一層鉑、銠、鈀等貴重金屬。它可以把廢氣中的HC、CO 變成水和CO2, 同時把Nox 分解成氮氣和氧氣。HC、CO 是有毒氣體，過多吸入會導致人死亡，而NOX 會直接導致光化學煙霧的發生。

　　經過研究證明，三元催化器是減少這些排放物的***有效的方法。通過氧化和還原反應，一氧化碳被氧化成二氧化碳，碳氫化合物被氧化成水和二氧化碳，氮氧化合物被還原成氮氣和氧氣。

　　三種有害氣體都變成了無害氣體。三元催化劑***低要在250 攝氏度的時候起反應，溫度過低時，轉換效率急劇下降；而催化劑的活性溫度( ***佳的工作溫度) 是400 ℃到800 ℃左右，過高也會使催化劑老化加劇。在理想的空燃比(14.7 ：1) 下，催化轉化的效果也***好。