Katalyzátor urychluje chemickou reakci, aniž by se spotřebovával. Poskytuje alternativní cestu s nižší aktivační energií. Katalyzátor se může účastnit reakce a tvořit meziprodukty, ale na konci se regeneruje. Malé množství může katalyzovat velké množství reakce. Katalyzátory jsou nezbytné v průmyslu, biologii a ochraně životního prostředí.

Katalyzátory se dodávají v několika typech. Homogenní katalyzátory jsou ve stejné fázi jako reaktanty, obvykle v roztoku. Příkladem jsou kyselé katalyzátory pro esterifikaci. Heterogenní katalyzátory jsou v jiné fázi, obvykle pevné katalyzátory s plynnými nebo kapalnými reaktanty. Příkladem je platina v katalyzátorech, železo v Haber-Boschově procesu a zeolity v krakování ropy. Enzymy jsou biologické katalyzátory, vysoce specifické a účinné. Katalyzují reakce při mírných teplotách a tlacích.

Katalyzátory nemění rovnovážnou polohu reakce. Mění pouze rychlost, s jakou je rovnováhy dosaženo. Také nemění celkovou změnu energie. Snižují aktivační energii, čímž reakci při dané teplotě urychlují. Některé katalyzátory jsou znečištěny nečistotami, které se vážou na aktivní místa a blokují je. Proto katalyzátory vyžadují bezolovnatý benzín. Olovo katalyzátor znečišťuje.

Katalyzátory se používají v přibližně 90 procentech chemických procesů. Díky nim jsou reakce rychlejší, levnější a selektivnější. Snižují spotřebu energie a odpad. Jsou jedním z nejdůležitějších nástrojů v zelené chemii.