催化剂的运用大大提高了湿式氧化的速度和程度。对有机物湿式氧化，多种金属具有催化活性。其中贵重金属系（如Pd、Pt、Ru）催化剂的活性高，寿命长，适应广，但价格昂贵，应用受到限制。目前多致力于非贵金属催化剂的开发。已获得应用的主要是过渡金属和稀土元素（如Cu、Mn、Co、Ce）的盐和氧化物。