表面催化反应机理有三种，分别是Langmuir-Hinshelwood，Eley-Rideal和Mars-van krevelen氧化还原反应机理。

利用催化剂能加快化学反应速度或控制化学反应方向的特性，使气体混合物中的气态污染物转化为无害物或有用的副产品，或转化为更易去除的物质的气体净化装置，是气体净化设备的主要类型之一。催化反应设备已成功地应用于净化二氧化硫、氮氧化物、汽车尾气、有机气体和恶臭物质等方面。因为催化反应不是放热反应就是吸热反应，所以催化剂床层要控制一定的温度，需对反应器输出或输入必要的热量。