三元催化器，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。由于这种催化器可同时将废气中的工种主要有害物质转化为无害物质，故称三元。
三元催化器类似消声器。它的外面用双层不锈薄钢板制成筒形。在双层薄板夹层中装有绝热材料———石棉纤维毡。内部在网状隔板中间装有净化剂。净化剂包括载体和催化剂两部分。载体一般由三氧化二铝制成，其形状有球形、多棱体形和网状隔板等。净化剂实际上是起催化作用的，也称为催化剂，使用的材料为金属铂、铑、钯等一些贵金属以及稀土材料，将其中一种喷涂在载体上，就构成了催化剂。将上述贵金属和稀土材料按一定比例制成的催化剂，其催化效果更佳。
三元催化器的工作原理是：当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为五色、 无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。
三元催化器只能适用于无铅汽油做燃料的汽车，因为使用含铅汽油，废气中的铅就会复盖住催化剂，使净化器停止工作而不起任何作用，俗称“中毒”。因此，汽车使用三元催化器的前提条件有二个：一是要用无铅汽油，二是发动机要使用电控燃油喷射装置。
目前，国内外轿车基本上全部装有三元催化转换器。