組成
催化劑又稱觸媒，可以組合成Ziegler-Natta觸媒的化合物種類相當多，Ziegler-Natta觸媒可由下列的化合物組合而成：
⑴周期表中第ⅣB到第Ⅷ族的過渡金屬化合物
⑵周期表中第IA到第ⅢA族的金屬所組成的有機金屬化合物
其中過渡金屬化合物為觸媒，而有機金屬化合物為助觸媒。
觸媒
通常觸媒為含有鹵素（halides）或者是鹵氧化（oxyhalide）的鈦（titanium）、釩（vanadium）、鉻（chromium）、鉬（molybdenum）或鋯（zirconium）等金屬化合物，也有一些鐵（iron）和鈷（cobalt）的化合物在某些例子也被發現可以有效的進行聚合反應。除了鹵素和鹵氧化配位基之外，其他的配位基還包括：烷氧基（alkoxy），乙醯丙酮基（acetylacetonyl），環戊二烯基（cyclopentadienyl）和苯基（phenyl）。助觸媒則通常為金屬的氫化物（hydride），烷化物（alkyl）或芳香族（aryl），如鋁（aluminum）、鋰（lithium）、鋅（zinc）、錫（tin）、鎘（cadmium）、鈹（beryllium）、鎂（magnesium）。從商業化的觀點來看，最重要的組合為三氯化鈦（titanium trihalides）和四氯化鈦（titanium tetrahalides）與三烷基鋁（trialkylaluminum）化合物的組合。
Ziegler和Natta所發現和發展出來的觸媒可以控制聚合物的分子結構並獲得相當優良的性質，這些觸媒在聚合反應過程其實是以異相的（heterogeneous）狀態存在於聚合溶液而非溶解於反應中，這些觸媒通常是過渡金屬所衍生的化合物，如三氯化鈦或四氯化鈦加上烷基鋁的衍生物。一般皆相信這些具異相性結構及結晶性的三氯化鈦表面是活化部位存在的位置，而這些活化部位與未飽和烯烴形成配位則是最初被認為能夠確保高效率反應的必要條件，而且這也被認為是合成線性聚乙烯及同排立體規則性聚丙烯和其他聚烯烴所必須的。此外，另一個由菲利普石油公司所發展出來的觸媒系統也同樣獲得工業界的重視，它也可以合成出高線性的聚乙烯，這個觸媒系統在聚合過程中同樣的也是處於異相性的狀態，它是以氧化矽（silica）或氧化鋁（alumina）為載體，將氧化鉻（chromium oxide）負載在上面。
套用
Ziegler-Natta催化劑最常用的是使烯烴聚合，在插入烯烴反應中有重要套用。
