与非均相氢化相比，均相氢化反应具有反应活性高、条件温和、选择性较好、催化剂不易中毒等优点。此外，均相氢化反应具有更高的基团选择性，在还原不饱和键时不会导致异构化，不发生氢解反应，因此可用于某些光学异构体的不对称合成。

均相氢化反应最常用的催化剂有铑、钌、铱等贵金属与三苯基膦等形成的络合物，如三(三苯基膦)氯化铑（即威尔金森催化剂）等。

由三(三苯基膦)氯化铑催化的均相氢化反应机理涉及了催化剂和形成金属氢化物(Ph₃P)₂RhH₂Cl，该金属氢化物迅速将两个氢原子转移给烯烃。中间体(Ph₃P)₂RhH₂Cl可以被分离出。

如果是H₂和D₂的混合物参与反应，产物只含有二氘代的化合物和非氘代的化合物，没有发现生成单氘代的化合物。这说明均相氢化反应与非均相氢化反应不同，H₂或D₂被加成到同一个双键上，并且没有发生氢交换。

一些在非均相氢化中易于还原的基团如硝基、氰基、偶氮基等在均相氢化中可以选择性地不发生反应。因而在含有多种官能团的分子的氢化还原中，可选择性地保留以上基团。例如，β-硝基苯乙烯在均相氢化反应中可保留硝基而还原得到β-硝基乙基苯：

在非均相氢化反应中，若反应物分子中含有易氢解的基团，氢化后往往伴随氢解的副反应，而使产率下降。均相氢化反应则能在一定程度上避免氢解反应，从而增加反应的选择性。例如，肉桂酸苄酯可还原为苯丙酸苄酯，烯丙基硫酚可还原为丙基硫酚，而不会导致苄基和烯丙基的氢解。