Izomeraza triozofosforanowa jest wysoce skutecznym i wydajnym enzymem. Jego obecność powoduje, że reakcja izomeryzacji fosfodihydroksyacetonu w aldehyd 3-fosfoglicerynowy przebiega około miliarda razy szybciej. Reakcja przeprowadzana przez izomerazę triozofosforanową jest tak wydajna, że uznano ten enzym za katalitycznie perfekcyjny: szybkość reakcji jest ograniczana tylko przez prędkość dyfuzji substratu do miejsca aktywnego.
Mechanizm W reakcji izomeryzacji uczestniczą dwie reszty katalityczne izomerazy triozofosforanowej – Glu165 oraz His95. Reakcja transformacji polega na przekazywaniu protonu – glutaminian pełni rolę zasady (atak nukleofilowy), a histydyna pełni rolę kwasu – jest donorem protonu (zob. Teoria kwasów i zasad Brønsteda i Lewisa). Produkt pośredni – endiol (zob. diole) – jest zatrzymywany w centrum aktywnym i nie ulega rozpadowi na metyloglioksal i ortofosforan.