三元催化是一種重要的汽車尾氣淨化技術，其核心作用是將汽車排放的三種主要有害氣體——一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）和氮氧化物（NOx）通過氧化和還原反應轉變為無害的氣體，即二氧化碳、水和氮氣。
三元催化器通常安裝在汽車排氣系統中，利用特定的催化劑在高溫條件下增強這些氣體的活性，從而促進化學反應的發生，三元催化器的工作原理是：當高溫的汽車尾氣通過淨化裝置時，三元催化器中的淨化劑將增強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(H2O)和二氧化碳；NOx還原成氮氣和氧氣。
三元催化器的催化劑通常由貴金屬如鉑、銠、鈀等組成，這些催化劑塗覆在多孔陶瓷或金屬載體上。三元催化器的性能受到溫度的影響，其最低反應溫度通常在350攝氏度左右，且在400℃到800℃的溫度範圍內，催化劑的活性最高。如果溫度過低，轉換效率會急劇下降；若溫度過高，則可能導致催化劑老化加速。
此外，三元催化器的效率也會受到空燃比的影響，在理想的空燃比（14.7：1）下，催化轉化的效果最佳。不良的駕駛習慣或長期在擁堵路面上行駛可能導致發動機處於不完全燃燒狀態，從而在氧感測器和三元催化器內形成積炭，影響其淨化效率。