Levein, klubbens fotbollschef, beskrev avslutande femte i Premiership, som "frustrerande och en smula besvikelse".
"Jag har stora förhoppningar på honom [Cathro]," Levein sade. "Detta är en svår plats att hantera, som jag känner mig själv.
"Det som gäller här är spelarna som han."
Levein pekar på misstag i januari transfer fönster som såg Hearts tecken nio spelare - av vilka sex har sedan lämnat klubben - som en huvudorsak till den undervällande ligan kampanj.
Dylan Bikey, Tasos Avlonitis, Lennard Sowah, Andraz Struna och Alexandros Tziolis går alla vidare medan Moha Choulay återvänder till föräldraklubben Stoke City.
"Rushed är förmodligen en rättvis bedömning," Levein förklarade.
"Vi har haft sex överföringsfönster sedan klubben kom ut ur administrationen [2014]. Fyra av dem har varit riktigt bra, de två sista har inte varit särskilt bra.
"I efterhand, skulle vi ha gett långsiktiga kontrakt till några av dessa spelare? Svaret är förmodligen nej.
"Det faktum att vi gav dem korttidskontrakt har gjort det möjligt för oss att fortfarande kunna stärka denna sommar och reparera en del av skadorna."
Levein säger "furore" omgivande 30-åriga Cathro eftersom hans ankomst har varit tufft för den unga huvudtränaren att ta itu med, men säger spelarna njuta av att arbeta under honom och kommer att förbättra nästa säsong.
"För att han ska bli en verklig framgång här måste vi ge honom tid och låta honom förstå vad detta handlar om," Levein förklarade. "Då kan vi låta honom gå och spela hur han vill spela, men vi måste fixa några andra saker först.
"Hans problem tidigt har varit att förstå skotsk fotboll, inte förstå hur han vill spela.
"I detta land just nu, Celtic är i en klass av sina egna, Rangers spela en annan typ av fotboll till andra lag, men resten spela samma.
"Om du inte kan hantera långa bollar, andra bollar, breda kors, då kan du inte tvinga dig på matchen.
"Hans tidiga erfarenheter har handlat om att förstå den delen av det. När han har att göra med den delen av det tror jag att det kommer att tillåta hans coaching förmågor att komma i förgrunden."
Craig Levein behåller "höga förhoppningar" för Ian Cathros Hearts-anställning men säger att klubben kommer att försöka "reparera skadorna" på den senaste tidens överföringsfönster.