En katalysator fremskynder en kemisk reaktion uden at blive forbrugt. Den tilbyder en alternativ reaktionsvej med lavere aktiveringsenergi. Katalysatoren kan deltage i reaktionen og danne mellemprodukter, men den regenereres til sidst. En lille mængde kan katalysere en stor mængde reaktion. Katalysatorer er essentielle inden for industri, biologi og miljøbeskyttelse.

Katalysatorer findes i flere typer. Homogene katalysatorer er i samme fase som reaktanterne, normalt i opløsning. Syrekatalysatorer til esterificering er et eksempel. Heterogene katalysatorer er i en anden fase, normalt faste katalysatorer med gasformige eller flydende reaktanter. Platin i katalytiske omformere, jern i Haber-Bosch-processen og zeolitter i petroleumkrakning er eksempler. Enzymer er biologiske katalysatorer, meget specifikke og effektive. De katalyserer reaktioner ved milde temperaturer og tryk.

Katalysatorer ændrer ikke ligevægtspositionen i en reaktion. De ændrer kun den hastighed, hvormed ligevægt nås. De ændrer heller ikke den samlede energiændring. De sænker aktiveringsenergien, hvilket gør reaktionen hurtigere ved en given temperatur. Nogle katalysatorer er forgiftet af urenheder, som binder sig til de aktive steder og blokerer dem. Derfor kræver katalysatorer blyfri benzin. Bly forgifter katalysatoren.

Katalysatorer bruges i omkring 90 procent af kemiske processer. De gør reaktioner hurtigere, billigere og mere selektive. De reducerer energiforbrug og spild. De er et af de vigtigste værktøjer inden for grøn kemi.