这个实验证明过氧化氢（H2O2）可以被催化分解，产物是水与氧气。过氧化氢在一般情况下也可以分解成水和氧气，但是反应速度极慢，甚至于观测不到。在加入催化剂（一般在大象牙膏实验中为碘化钾）后会加速反应生成大量氧气：
2H2O2 → 2H2O(l) + O2(g)此反应中碘化钾充当了催化剂：它的总量并没有减少，且加速了反应的进行。碘离子将反应机理改变为：
H2O2 + I− → H2O + IO−
H2O2 + IO− → H2O + O2 + I−
2H2O2 → 2H2O(l) + O2(g) ΔrH° = −196 kJ/mol
这个反应是放热反应，所以产生的气泡是热的。另外，使用二氧化锰、氧化铜等也可以作为催化剂加快反应速率，但固体催化剂与液相的接触面积可能不如液体催化剂大。
