汽車尾氣的主要有害成分是碳氫化合物(CnHm)、壹氧化碳(CO)和氮氧化物(氮氧化合物)。這三種物質對人體都是有毒的，其中CnHm和氮氧化合物在陽光等適宜條件下也會形成光化學煙霧，危害更大。消除汽車尾氣中這些有害成分的方案主要有兩種:壹種是改進發動機的燃燒方式以減少有害氣體的排放；另壹種是利用催化轉化器凈化尾氣中的有害氣體。首先，1975年，美國在新車上安裝了催化器，隨後日本、西歐等國家也采用了催化器，以滿足本國汽車排放法規的要求。有兩種類型的汽車催化轉換器。壹種是氧化催化反應器，使尾氣中的CnHm和CO與尾氣中殘留的氧氣反應生成無害的H2O和CO2，從而達到凈化的目的。
由於氮氧化合物等汙染物的強制性排放標準和降低油耗的要求，壹方面要盡可能將空燃比控制在14.6左右，另壹方面要采用控制點火正時、廢氣再循環等方法來降低尾氣中的氮氧化合物。但這些方法的缺點是往往會增加尾氣中的CnHm和CO。為了解決這個問題，三效催化劑(簡稱TWC)出現了。這種催化劑的特點是可以用壹種催化劑同時凈化汽車尾氣中的壹氧化碳(CO)、碳氫化合物(CnHm)和氮氧化物(氮氧化合物)。但要發揮其催化性能，空燃比必須始終控制在14.6 0.1左右。這種催化凈化器凈化率高，但是需要氧傳感器，多點燃油電噴，電子點火。這種催化凈化器以尾氣中的O2和氮氧化合物為氧化劑，以CO、CnHm(以CH2表示)和H2為還原劑，在理論空燃比附近可發生以下反應:
2CO+O2=2CO2
2CO+2NO=N2+2CO2
CH2 +3nNO= nN2+nCO2+nH2O
2NO+2H2=N2+2H2O
目前使用的三效催化劑大多是以多孔陶瓷為基礎，然後附著所謂的塗層，最後通過浸漬吸附活性組分。催化劑的活性組分主要是貴金屬，如鉑(Pt)、鈀(Pd)和銠(Rh)。由於貴金屬資源稀缺且價格昂貴，世界各國科學家都在致力於經濟上和技術上可行的稀土/鈀三效催化劑的研究。預計該催化劑具有良好的應用前景。
三元催化凈化器具有凈化率和燃油經濟性好的優點，但主要問題是成本高。由於柴油機排放的氣體中殘留的氧氣較多，氧傳感器的控制不靈敏，所以三元催化凈化器壹般不用於柴油機，只適用於汽油機。