Użycie jednostek krakingu termicznego do przekształcania olejów gazowych w benzynę sięga czasów sprzed 1920 roku. Instalacje te produkowały niewielkie ilości niestabilnej benzyny i duże ilości koksu jako produktu ubocznego. Chociaż udało im się zapewnić niewielki wzrost wydajności benzyny, to dopiero wprowadzenie na rynek w 1942 r. procesu fluidalnego krakingu katalitycznego naprawdę stworzyło podstawy nowoczesnej rafinacji ropy naftowej. Proces ten nie tylko zapewnił wysoce skuteczne środki do konwersji wysokowrzących olejów napędowych do benzyny, aby zaspokoić rosnące zapotrzebowanie na benzyny wysokooktanowej, ale również stanowił przełom w technologii katalizatorów.
Proces krakingu termicznego funkcjonował w dużej mierze zgodnie z wolnorodnikowej teorii przemian molekularnych. W warunkach ekstremalnego ciepła, wiązanie elektronowe pomiędzy atomami węgla w cząsteczce węglowodoru może zostać przerwane, generując w ten sposób grupę węglowodorową z niesparowanym elektronem. Ta ujemnie naładowana cząsteczka, zwana wolnym rodnikiem, wchodzi w reakcje z innymi węglowodorami, nieustannie wytwarzając inne wolne rodniki poprzez przenoszenie ujemnie naładowanych jonów wodorkowych (H-). W ten sposób powstaje reakcja łańcuchowa, która prowadzi do zmniejszenia wielkości cząsteczek lub „krakingu” składników oryginalnego surowca.
Użycie katalizatora w reakcji krakingu zwiększa wydajność produktów wysokiej jakości w znacznie mniej surowych warunkach operacyjnych niż w przypadku krakingu termicznego. Zaangażowanych jest kilka złożonych reakcji, ale główny mechanizm, dzięki któremu długołańcuchowe węglowodory są rozbijane na lżejsze produkty, można wyjaśnić za pomocą teorii jonów węgla. Zgodnie z tą teorią, katalizator wspomaga usuwanie ujemnie naładowanego jonu wodorkowego ze związku parafinowego lub dodawanie dodatnio naładowanego protonu (H+) do związku olefinowego. W wyniku tego powstaje jon węglowy, dodatnio naładowana cząsteczka, która ma tylko bardzo krótki czas życia jako związek pośredni, który przenosi dodatni ładunek przez węglowodór. Przenoszenie węgla trwa nadal, ponieważ związki węglowodorowe wchodzą w kontakt z aktywnymi miejscami na powierzchni katalizatora, które promują ciągłe dodawanie protonów lub usuwanie jonów wodorkowych. Rezultatem jest osłabienie wiązań węgiel-węgiel w wielu cząsteczkach węglowodorów i w konsekwencji pękanie na mniejsze związki.
Olefiny pękają łatwiej niż parafiny, ponieważ ich podwójne wiązania węgiel-węgiel są bardziej kruche w warunkach reakcji. Izoparafiny i nafteny pękają łatwiej niż zwykłe parafiny, które z kolei pękają szybciej niż związki aromatyczne. W rzeczywistości związki z pierścieniami aromatycznymi są bardzo odporne na krakowanie, ponieważ łatwo dezaktywują katalizatory krakowania cieczy poprzez blokowanie aktywnych miejsc katalizatora. Tabela 
ilustruje wiele z głównych reakcji, które uważa się za zachodzące w reaktorach fluidalnego krakingu katalitycznego. Reakcje postulowane dla związków olefinowych odnoszą się głównie do produktów pośrednich w systemie reaktora, ponieważ zawartość olefin w surowcach do krakingu katalitycznego jest zwykle bardzo niska.
Typowe nowoczesne reaktory krakingu katalitycznego działają w temperaturze 480-550 °C (900-1,020 °F) i przy stosunkowo niskim ciśnieniu 0.7 do 1.4 barów (70 do 140 KPa), lub 10 do 20 psi. Początkowo jako katalizatory stosowano naturalne glinki krzemionkowo-aluminiowe, ale w połowie lat 70. upowszechniły się katalizatory zeolitowe i oparte na sitach molekularnych. Katalizatory zeolitowe dają bardziej selektywną wydajność produktów przy jednoczesnym ograniczeniu powstawania gazu i koksu.
Nowoczesny fluidalny krakers katalityczny wykorzystuje drobno podzielony katalizator stały, który ma właściwości analogiczne do cieczy, gdy jest mieszany przez powietrze lub pary oleju. Zasada działania takiego urządzenia jest przedstawiona na rysunku. W tym układzie reaktor i regenerator są umieszczone obok siebie. Podawany olej ulega odparowaniu w momencie zetknięcia się z gorącym katalizatorem w punkcie wtrysku, a pary przepływają z dużą prędkością w górę przez reaktor pionowy, zapewniając efekt fluidyzacji cząsteczek katalizatora. Reakcja katalityczna zachodzi wyłącznie w reaktorze pionowym. Katalizator przechodzi następnie do zbiornika cyklonowego, gdzie jest oddzielany od produktów węglowodorowych z reaktora.
Encyclopædia Britannica, Inc.
W miarę postępu reakcji krakingu na cząstkach katalizatora odkłada się węgiel. Ponieważ osady te pogarszają wydajność reakcji, katalizator musi być stale usuwany z układu reakcyjnego. Opary produktów jednostkowych wydostają się z górnej części reaktora przez separatory cyklonowe, ale katalizator jest usuwany siłą odśrodkową i upuszczany z powrotem do sekcji odpędzania. W sekcji usuwania węglowodory są usuwane z zużytego katalizatora za pomocą pary, a katalizator jest przenoszony przez rurę odprowadzającą do zbiornika regeneratora, gdzie węgiel jest spalany z prądem powietrza. Wysoka temperatura procesu regeneracji (675-785 °C lub 1 250-1 450 °F) podgrzewa katalizator do pożądanej temperatury reakcji, umożliwiającej ponowne włączenie świeżej nadawy do urządzenia. W celu utrzymania aktywności, od czasu do czasu do układu dodaje się niewielką ilość świeżego katalizatora i podobną ilość wycofuje się.
Odciek z reaktora po krakowaniu jest frakcjonowany w kolumnie destylacyjnej. Wydajność produktów lekkich (o temperaturze wrzenia mniejszej niż 220 °C lub 430 °F) jest zwykle podawana jako poziom konwersji dla danej jednostki. Poziomy konwersji wynoszą średnio około 60-70% w Europie i Azji oraz ponad 80% w wielu instalacjach krakingu katalitycznego w Stanach Zjednoczonych. Około jedna trzecia uzysku produktu składa się z gazu opałowego i innych węglowodorów gazowych. Połowa z tego to zazwyczaj propylen i butylen, które są ważnymi surowcami w procesach polimeryzacji i alkilacji omówionych poniżej. Największą ilość stanowi zwykle benzyna krakingowa, ważny składnik mieszanek benzynowych o liczbie oktanowej od 90 do 94. Niższe jednostki konwersji w Europie i Azji produkują stosunkowo więcej oleju destylowanego, a mniej benzyny i lekkich węglowodorów.
.