石油燃料尾气中含有上百种不同的化合物，其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、铅及硫氧化合物等。石油燃料尾气处理的研究主要集中在催化净化上，而催化剂是净化效果的关键。石油燃料尾气净化催化剂基本上可分为氧化催化剂和三效催化剂两种。根据所使用的主催化组分不同，可把催化剂分为3类：贵金属型、非贵金属型、贵金属与稀土复合型。

国外第一代催化剂是Pt、Pd氧化型催化剂，但只能控制一氧化碳和碳氢化合物的排放量，适用于早期达标排污的汽车。第二代催化剂出现在20世纪80年代，即Pt、Rh催化剂，该催化剂可同时净化一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物，故称三效催化剂。但此催化剂需用大量Pt、Rh等贵金属，价格昂贵，又容易受铅中毒，因此使用含铅汽油的汽车不适用。科学家们尝试用Pd来部分替代Pt、Rh，以降低催化剂的成本，研制出了Pt、Pd、Rh三效催化剂，即第三代催化剂。第四代为全Pd催化剂，Pd比Pt、Ge资源丰富、便宜，而且耐热性能好。在实际应用中，三效催化剂仍有一些问题需要解决，如空燃比匹配对催化剂催化特性的影响、催化剂失活等。富氧条件下，贵金属催化剂易于氧化HC和CO，而抑制氮氧化物还原成N₂；贫燃条件下，易于还原氮氧化物，但由于没有足够的氧，HC和CO不能被完全氧化，理论上空燃比在15左右时氧化还原效率最佳。

催化剂的催化性能还与运行条件密切相关，高温和催化剂中毒是造成催化剂失活的两个主要原因；催化净化器增加了汽车的排风阻力使有效功率下，如汽车刚启动时排气温度比较低，催化净化器不能发挥催化作用；且贵金属尾气净化器可能对环境造成二次污染，如产生N₂O气体。因此，开发新一代汽车尾气催化剂，降低贵金属含量甚至替代贵金属的催化剂备受重视。但是，现时完全用贱金属取代贵金属是有困难的。有些碱金属催化剂虽然在高温表现出一些活性，但其耐硫、耐铅中毒性能却相当低。因而，用催化技术结合其他物理手段是提高汽车尾处理效果、降低成本的一种途径。