幾乎所有的不飽和基團都可以直接加氫成為飽和基團，其從易到難的順序大致為：酰氯、硝基、炔、醛、烯、酮、腈、多核芳香環、酯和取代酰胺、苯環。各種不飽和基團對于催化氫化的活性次序與催化劑的品種和反應條件有關。
催化劑
催化氫化的關鍵是催化劑。它們大致分為兩類：①低壓氫化催化劑，主要是高活性的蘭尼鎳、鉑、鈀和銠，低壓氫化可在 1～4 個大氣壓和較低的溫度下進行；②高壓氫化催化劑，主要是一般活性的蘭尼鎳和鉻酸亞銅等。高壓氫化通常在100～300個大氣壓和較高的溫度下進行。鎳催化劑應用最廣泛，有蘭尼鎳、硼化鎳等各種類型。貴金屬鉑和鈀催化劑的特點是催化活性高，其用量可比鎳催化劑少得多。用鉑作催化劑時，大多數烯鍵可在低于100℃和常壓的條件下還原。
工業上大都使用載體鉑、載體鈀，用活性炭為載體的分別稱為鉑炭和鈀炭。亞鉻酸銅Cu（CrO2）2成本較低，也廣泛用于工業上，其特點是對羰基的催化特別有效，對酯基、酰胺、酰亞胺等也有較高的催化能力，對烯、炔鍵則活性較低，對芳環基本上無活性。
近年來新發展的均相催化劑主要是銠、釕和銥的帶有各種配位基的絡合物，這些絡合物能溶于有機相，故稱為均相催化劑。較好的均相催化劑有：氯化三 （三苯基膦）合銠【（Ph3P）3·RhCl】、氯氫化三（三苯基膦）合釕【（Ph3P）3·RuClH】、氫化三（三苯基膦）合銥【（Ph3P）3·IrH】等，上述分子式中Ph為苯基。均相催化劑的優點是催化活性較高，不會由于雜質（例如有機硫化合物等）的存在而喪失或降低其活性，可在常溫常壓下進行催化反應而不引起雙鍵的異構化。
生物酶可控的催化氫化
最近，美國The Scripps Research Institute研究所Ben Shen研究團隊發現，來自細菌的酶ChxG參與了在常溫常壓的生物體條件下，可以將苯環催化生成環己烯，然后另一個酶ChxH能夠將環己烯進一步還原為環己烷。該研究首次報道了生物酶能夠步驟可控的完成苯環催化氫化的困難反應。