Z zewnątrz przypominający metalową puszkę katalizator zatrzymuje najgroźniejsze z toksyn zawartych w spalinach. Przechodzą one przez rdzeń konstrukcji podzespołu, zanim przedostaną się do rury wydechowej, a stamtąd na zewnątrz. Toksyczne związki wchodzą w reakcje chemiczne z cząsteczkami metali szlachetnych zawartych w katalizatorze takich, jak platyna, rod czy pallad
Efektywność działania zależy w dużej mierze od szybkości nagrzewania się katalizatora. Właśnie dlatego dzisiaj instaluje się ten podzespół w kolektorze wydechowym. W starszych pojazdach katalizatory montowano na rurach wydechowych, przez co ich wydajność była mniejsza, a samochody emitowały groźniejsze spaliny.