Известны два основных подхода к синтезу катенанов — статистический, в котором замыкание катенана происходит за счёт вероятности, и направленный, в котором создаются условия, при которых образование катенана неизбежно.
Некоторые молекулы ДНК имеют катенановую структуру. Интересно, что повышение содержания катенановых ДНК наблюдается при лейкемии и различных формах рака.