Voraussetzung dafür ist ein konstant stöchiometrisches Kraftstoffverhältnis (λ = 1) von 14,7 Kilogramm Luft pro Kilogramm Superbenzin (Oktan 95) und 14,8 Kilogramm Luft pro Kilogramm Normalbenzin (Oktan 91). Für Ethanol-Kraftstoff ist das stöchiometrische Verhältnis 9:1. Schon eine geringe Abweichung in den mageren Bereich (λ > 1; Luftüberschuss) bewirkt einen sprunghaften Anstieg der Stickoxidemission nach dem Katalysator, da zu wenig Kohlenmonoxid (CO) für die Reduktion vorhanden ist. Deshalb wird das Gemisch zwischen stöchiometrischem und leicht fettem Verhältnis geregelt. Der Drei-Wege-Katalysator kann nur bei Fahrzeugen mit Ottomotor und auf einer Lambdasonde basierenden Lambdaregelung eingesetzt werden. Um kleine und kurzzeitige Abweichungen von λ = 1 puffern zu können werden Sauerstoffspeicherkomponenten, wie zum Beispiel Cer(IV)-oxid eingesetzt.