De katalysatoren die bij metathese-reacties worden gebruikt, zijn meestal
organische verbindingen van bepaalde metalen, vaak molybdeen (Mo) of
ruthenium (Ru). In zulke verbindingen is het metaalatoom via een dubbele
binding gebonden aan een koolstofatoom.
Zo’n katalysatormolecuul wordt vaak als volgt weergegeven:
Men veronderstelt dat een metathese-reactie in vier stappen verloopt. De eerste
twee stappen voor de metathese van propeen tot etheen en 2-buteen verlopen
als volgt: