例如除去存留于催化劑上的毒質、覆蓋于催化劑表面上的塵灰和由于副反應而生成于催化劑外表或孔隙內部的沉積物等，力圖恢復催化劑的固有組成和構造。在有機催化反應中,由脫氫-聚合副反應生成高碳氫比的固體沉積物覆蓋催化劑表面，是常見的失活原因之一。可用通入空氣或貧氧空氣的方法燒去碳沉積物,使催化劑再生;有些場合可用溶劑洗滌的方法使之再生。有些催化劑的再生作業可在原來的反應器中進行；有些催化劑的再生作業條件（如溫度）與生產作業條件相差懸殊，必須在專門設計的再生器中再生。例如石油裂化過程中所用的鋁硅酸鹽催化劑再生時，為構成連續化的工業過程，可在一個流化床反應器中進行催化裂化，失活的催化劑連續地輸入另化床反應器（再生器）中再生，再生催化劑連續地輸送回裂化反應器。在裂化催化劑中，可加入少量的助燃催化劑（如負載有微量鉑的氧化鋁）以促進再生過程，使碳沉積物的清除更為。此時排放氣中的一氧化碳幾乎可全部轉化為二氧化碳，回收更多熱量。有些催化劑的再生過程較為復雜，非貴金屬催化劑上積碳時，燒去碳沉積物后，多數尚需還原。鉑重整催化劑再生時，在燒去碳沉積物后尚需氯化更新，以提高活性金屬組分的分散度。

近年來，為防止環境污染，減少反應器和再生設施投資和更好地恢復活性，特別是對用于加氫、加氫裂化的硫化物催化劑,建立了一批催化劑再生工廠,專門對催化劑進行器外再生。可再生的催化劑經再生處理后，實際上其組成和結構并非能恢復原狀，故再生催化劑的效能一般均低于新催化劑，經多次再生后，使用特性劣化到不能維持正常作業或催化過程的經濟效益低于規定的指標，即表明催化劑壽命終止。有些催化過程中所用的催化劑失效后難以再生，例如載體的孔隙結構發生改變，活性成分由于燒結而分散度嚴重下降，或與毒質作用發生難以恢復的變化等。此時只能廢棄，或從中回收某些原料,以重新制造催化劑。如加氫用的鉑-氧化鋁催化劑，失活后從廢催化劑回收鉑。