反應中使用的催化劑有鉻、鉬、鎢、鐵、鈷、鎳、鉑等。它們也可以與鈷-鉬、鎳-鉬或鎳-鈷-鉬結合使用，通常氧化鋁用作載體。在生產過程中，如果催化劑表面積碳，重油中釩、鎳的有機金屬化合物與氫氣反應，沈積在催化劑上，催化劑就會中毒，失去催化作用。為了解決這個問題，開發了兩種方法，直接脫硫和間接脫硫。直接脫硫是用抗中毒性能好的催化劑直接加氫脫硫，同時采取適當的保護措施。比如有些工藝在反應塔前增加保護塔，並填充其他廉價催化劑，盡可能去除雜質和金屬成分。間接脫硫是將重油減壓蒸餾，分為餾出物和渣油。餾分油單獨加氫脫硫，然後與渣油混合。或者以液化丙烷(或丁烷)為溶劑處理渣油，分離出瀝青，然後與餾分油混合進行加氫處理。
天然氣中的硫大部分是硫化氫，還有少量的有機硫化物，所以可以通過脫除硫化氫來脫硫(見硫化氫處理)。