Un catalyseur peut présenter plusieurs problèmes provenant d'un mauvais réglage du moteur. Lorsqu'un moteur ne fonctionne pas dans le respect des spécifications, des dommages et une usure inutile peuvent atteindre le catalyseur ou le moteur lui-même. Ces dommages résultent souvent d'un mauvais mélange air/essence, d'un retard ou d'une avance d'allumage, d'un retard de l'étincelle de la bougie ... etc. Autant de causes qui peuvent être à l'origine de la défaillance du catalyseur.

L'essence, qui produit l'énergie, doit être brûlée uniquement dans la chambre de combustion. L'essence sortant de cette chambre sans être brûlée, entrera dans le système d'échappement et pourra s'enflammer en raison de la température dans le catalyseur. Cela peut entraîner une surchauffe du catalyseur ou provoquer sa fusion. Les causes possibles sont: un mélange incorrect, un retard ou une avance à l'allumage, des bougies, un capteur d'oxygène (λ) ou des injecteurs défectueux, une valve de contrôle défectueuse, ... etc.

De l'huile ou de l'antigel entrant dans le système d'échappement peuvent obstruer le passage par le catalyseur en formant de la scorie de charbon qui imprègne les parois céramiques. Ces dépôts de scorie de charbon créent deux problèmes : tout d'abord, ils empêchent que le catalyseur agisse sur le flux de gaz et deuxièmement, en obstruant les pores de la céramique, ils produisent une augmentation de la contrepression et même un retour de chaleur et de gaz au moteur. Le moteur, dans ce cas, peut recevoir les gaz d'échappement dans la chambre de combustion, diminuant ainsi le rendement du cycle-moteur suivant. Le résultat est une nette perte de puissance et une surchauffe des composants du moteur. Les causes possibles sont : les segments usés, les assises de valve usées, les joints défectueux, les composants du moteur endommagés, etc.

Les bougies qui ne produisent pas d'étincelle ou une étincelle défaillante provoquent l'entrée d'essence non brûlée dans le système d'échappement. L'essence s'enflamme donc dans le catalyseur en raison de la température élevée et provoque la fusion totale ou partielle de la céramique. Les bougies et leurs câbles doivent être vérifiées régulièrement et remplacées si l'on détecte qu'elles sont endommagées ou usées.

Une défaillance du capteur donne une lecture incorrecte des gaz d'échappement, induisant l'unité de contrôle à produire un mélange très riche, provoquant la fusion de la céramique ; ou très pauvre, le véhicule dans ce cas ne passerait pas le Contrôle Technique car les hydrocarbures ne se transformeraient pas en éléments inoffensifs à leur passage par le catalyseur.

La céramique d'un catalyseur est composée d'un matériau fragile, léger et très fin. Elle est protégée par une bande isolante dense qui maintient la céramique fixe à sa place et la protège des dommages. Cependant, de grands coups ainsi que des supports brisés ou ayant une mauvaise fixation dans le système d'échappement peuvent être à l'origine de la fracture de la céramique. Une fois fracturée, la céramique lâche peu à peu, interrompant le passage des gaz et produisant une plus grande contrepression qui augmente la température du moteur et réduit sa puissance. Parfois, les morceaux de céramique peuvent même s'effriter puis être entraînés par les gaz et vidant le catalyseur.