O NUCAT realiza trabalhos de pesquisa e desenvolvimento tecnológico, de apoio à formação de pessoal e de assessoria técnica na área de Cinética e Catálise, e tem a seguinte estrutura organizacional desde sua implantação:

Conselho Consultivo: constituído pelo presidente, coordenador geral, docentes da UFRJ e representantes da FINEP, empresas fundadoras, mantenedoras e de centros de pesquisa do estado do Rio de Janeiro.

Coordenação Acadêmica: planeja e supervisiona as atividades acadêmicas do NUCAT e as relacionadas à área de Cinética e Catálise dos cursos de Mestrado e Doutorado em Engenharia Química do PEQ/COPPE/UFRJ, em conjunto com os docentes do grupo.

Coordenação Administrativa: é o órgão de apoio ao Coordenador Geral, encarregado de planejar, executar, acompanhar e supervisionar as atividades desenvolvidas no âmbito das questões administrativas e de infraestrutura do NUCAT, atuando junto aos funcionários técnico-administrativos e de apoio.

Coordenação Técnica: encarregada de planejar, executar e supervisionar, em apoio ao Coordenador Geral, as atividades desenvolvidas no âmbito dos projetos e atividades técnico-científicos institucionais, com órgãos de fomento e empresas.

Assessoria de Projetos: por meio da COPPETEC - Fundação Coordenação de Projetos, Pesquisas e Estudos Tecnológicos - clientes realizam convênios e projetos de desenvolvimento tecnológico, pesquisa, ensino e extensão com o NUCAT.