Katalizatorem polimeryzacji koordynacyjnej jest najczęściej kompleks metalu przejściowego.
Miejscem wzrostu łańcucha jest kompleks katalityczny.

W procesie polimeryzacji koordynacyjnej stosuje się różne katalizatory, w polimeryzacji monomerów węglowodorowych bardzo często katalizatory typu Zieglera-Natty (występuje wiele ich rodzajów, są to kompleksy organometaliczne (jony metalu tworzą wiązania z organicznymi cząsteczkami, anionami) metali przejściowych.
Przykładem katalizatora typu Zieglera-Natty jest związek powstający w wyniku reakcji trietyloglinu z tetrachlorkiem tytanu.

Dzięki zastosowaniu katalizatorów Zieglera-Natty (wprowadzonych w latach 60-tych XX wieku) można przeprowadzać polimeryzację monomerów (np. etylen, propylen), które trudno polimeryzują w niskiej temperaturze, pod normalnym ciśnieniem. Ogromną zaletą jest możliwość kontroli stereochemii (w zależności od katalizatora można otrzymywać różne formy, np. polimery izotaktyczne, syndiotaktyczne).