催化器过热
三元催化器装置工作温度通常不能超过800℃。但是，如果发动机的某缸燃烧不良(这种情况经常出现，像火花塞、高压线的故障)，排气中会有过量的未燃烧的燃料气体，这些气体在排出发动机后会在排气包内燃烧，这将导致三元催化装置由于工作温度太高而失效或损坏。
三元催化器
下列故障可能引起催化器过热。过久的怠速运转(最好不应超过3Omin)；点火时刻过迟；个别缸不工作；火花塞跳火试验时间过长；汽缸压力测量时间过长；行驶中关闭点火开关滑行；喷油正常，但长时间启动不着火；混合气过浓。使混合气过浓的其它因素有：喷油器关闭不严、燃油压力调节器失效(油压过高)、氧传感器失效、空气流量传感器失效等等。混合气偏浓故障会在排气管冒黑烟、油耗上升等现象中反映出来。
含铅汽油
含铅汽油中的四乙基铅不仅会对环境和人体造成极大的污染和损害，而且还会沉积在三元催化装置中的氧传感器及催化转换器的活性表面上，在使氧传感器“铅中毒”的同时还会使三元催化装置的净化效率大大下降直至损坏。正因为如此，前几年进口或组装的高级轿车许多都将三元催化器和氧传感器拆掉，以减少其这一方面的故障率(像广东三星汽车)。因此，汽油的品质对三元催化器的影响是非常的大。
剧烈磕碰或者拖底
催化器的载体是一个陶瓷元件。装有三元催化器的车子在拖底后，剧烈的磕碰有可能使催化器陶瓷芯破碎并报废。破碎的陶瓷可能会积留在排气包中，造成排气犯阻、加速无力。当发动机急减速时，破碎的陶瓷粉末会随着排气压力的波动被倒吸入汽缸内，造成发动机的严重磨损，严重的甚至会使发动机报废。