Aunque los reactores catalíticos se han implementado como los reactores de flujo en pistón, su análisis requiere un tratamiento más complicado. La velocidad de una reacción catalítica es proporcional a la cantidad de catalizador que está en contacto con los reactivos. Con un catalizador en fase sólida y los reactivos en fase líquida, esto es proporcional a la superficie expuesta, la eficiencia de la difusión de los reactivos y los productos hacia fuera, y la mezcla turbulenta o falta de ella. Mezcla perfecta no puede ser asumida. Además, una vía de reacción catalítica es a menudo de múltiples pasos con intermediarios que están ligados químicamente con el catalizador, y como el enlace químico del catalizador es también una reacción química, que puede afectar a la cinética.
El comportamiento del catalizador es también una consideración. En particular en los procesos de alta temperatura petroquímica, los catalizadores se desactivan por sinterizado, coque, y procesos similares.
