Der Drei-Wege-Katalysator ist seit seiner flächendeckenden Einführung in den späten 1980er-Jahren das Herzstück der Abgasnachbehandlung bei Benzinmotoren. Seine Bezeichnung verdankt er der Eigenschaft, drei Hauptschadstoffe gleichzeitig in unschädliche Gase umzuwandeln: giftiges Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) werden oxidiert zu Kohlendioxid und Wasserdampf, während giftige Stickoxide (NOx) zu elementarem Stickstoff reduziert werden. Im Inneren des Edelstahlgehäuses befindet sich ein Wabenkörper aus hitzebeständiger Keramik oder Metall, der mit einer hochporösen Trägerschicht (Washcoat) versehen ist. Darauf sind mikroskopisch feine Edelmetallpartikel aus Platin, Palladium und Rhodium als Katalysatoren aufgebracht. Damit diese Reaktionen mit einem Wirkungsgrad von über 95 Prozent ablaufen, benötigt der Katalysator eine Betriebstemperatur von mindestens 300 bis 400 Grad Celsius sowie ein exaktes stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Lambda = 1,0 (14,7 kg Luft auf 1 kg Benzin), das permanent über die Lambdasonde vor und hinter dem Kat überwacht und nachgeregelt wird.