催化加氢反应是可逆放热反应。绝大多数的加氢反应平衡常数值都非常大，可看作为不可逆反应。由于加氢反应是放热反应，其热效应△H〈0，所以加氢反应的平衡常数Kp随温度的升高而减小。
加氢反应是分子数减少的反应，即加氢反应前后化学计量系数的变化△v〈0，因此，增大反应压力，可以提高Kp值，从而提高加氢反应的平衡产率。
从化学平衡分析，提高反应物H₂的用量，可以有利反应向右进行，以提高其平衡转化率，同时氢作为良好的载热体，及时移走反应热，有利于反应的进行。但氢用量比也不能过大，以免造成产物浓度降低，大量氢气的循环，既消耗了动力，又增加了产物分离的困难。
对于热力学上十分有利的加氢反应，可视为不可逆反应，温度升高，反应速率常数k也升高，反应速率加快。但温度升高会影响加氢反应的选择性，增加副产物的生成，加重产物分离的难度，甚至催化剂表面积炭，活性下降。对于可逆加氢反应，反应速率常数k随温度升高而升高，但平衡常数则随温度的升高而下降。其反应速率与温度的变化是：当温度较低时，反应速率随温度的升高而加快，而在较高的温度下，平衡常数变得很小，反应速率随温度的升高反而下降，故有一个最适宜的温度，在该温度下反应速率最大。
提高氢分压和被加氢物质的分压均有利于反应速率的增加
一般总是采用氢过量。氢过量不仅可以提高被加氢物质的平衡转化率和加快反应速率，且可提高传热系数，有利于导出反应热和延长催化剂的寿命。但氢过量太多，导致产物浓度下降，增加分离难度。