روش های مشخصه یابی کاتالیزورهای تک اتمی مس اغلب برای تعیین ساختار و خواص آنها مورد استفاده قرار می گیرد و در زیر چندین روش مشخصه رایج وجود دارد:

میکروسکوپ الکترونی عبوری: TEM می تواند تصاویری با وضوح بالا از کاتالیزور برای مشاهده مورفولوژی و توزیع اندازه ذرات کاتالیزور ارائه دهد. برای کاتالیزورهای تک اتمی مس، TEM می‌تواند پراکندگی اتم‌های مس مجزا و ساختار تکیه‌گاه را نشان دهد.

طیف سنجی جذب اشعه ایکس: XAS می تواند اطلاعاتی در مورد وضعیت شیمیایی و محیط هماهنگی اتم های مس در کاتالیزور ارائه دهد. با اندازه گیریاشعه ایکسطیف های جذبی، مانند ساختار جذب پرتو ایکس نزدیک و ساختار ظریف جذب اشعه ایکس، وضعیت اکسیداسیون اتم های مس، تعداد هماهنگی و فاصله اتم های اطراف را می توان تعیین کرد.

پراش اشعه ایکس: می توان از XRD برای تعیین ساختار بلوری اتم های مس در کاتالیزور استفاده کرد. با این حال، برای کاتالیزورهای تک اتمی مس،ساختار کریستالیاغلب واضح نیست یا پیک پراش کریستالی واضحی وجود ندارد، زیرا اتم‌های مس به یک شکل وجود دارند و ساختار بلوری شفافی را تشکیل نمی‌دهند.