Ένας καταλύτης επιταχύνει μια χημική αντίδραση χωρίς να καταναλώνεται. Παρέχει μια εναλλακτική οδό με χαμηλότερη ενέργεια ενεργοποίησης. Ο καταλύτης μπορεί να συμμετέχει στην αντίδραση, σχηματίζοντας ενδιάμεσα, αλλά αναγεννάται στο τέλος. Μια μικρή ποσότητα μπορεί να καταλύσει μια μεγάλη ποσότητα αντίδρασης. Οι καταλύτες είναι απαραίτητοι στη βιομηχανία, τη βιολογία και την προστασία του περιβάλλοντος.

Οι καταλύτες διατίθενται σε διάφορους τύπους. Οι ομογενείς καταλύτες βρίσκονται στην ίδια φάση με τα αντιδρώντα, συνήθως σε διάλυμα. Οι όξινοι καταλύτες για εστεροποίηση είναι ένα παράδειγμα. Οι ετερογενείς καταλύτες βρίσκονται σε διαφορετική φάση, συνήθως στερεοί καταλύτες με αέρια ή υγρά αντιδρώντα. Η πλατίνα στους καταλυτικούς μετατροπείς, ο σίδηρος στη διαδικασία Haber-Bosch και οι ζεόλιθοι στην πυρόλυση πετρελαίου είναι παραδείγματα. Τα ένζυμα είναι βιολογικοί καταλύτες, εξαιρετικά εξειδικευμένοι και αποτελεσματικοί. Καταλύουν αντιδράσεις σε ήπιες θερμοκρασίες και πιέσεις.

Οι καταλύτες δεν αλλάζουν τη θέση ισορροπίας μιας αντίδρασης. Αλλάζουν μόνο τον ρυθμό με τον οποίο επιτυγχάνεται ισορροπία. Επίσης, δεν αλλάζουν τη συνολική μεταβολή της ενέργειας. Μειώνουν την ενέργεια ενεργοποίησης, καθιστώντας την αντίδραση ταχύτερη σε μια δεδομένη θερμοκρασία. Ορισμένοι καταλύτες δηλητηριάζονται από ακαθαρσίες, οι οποίες συνδέονται με τις ενεργές θέσεις και τις μπλοκάρουν. Γι' αυτό οι καταλυτικοί μετατροπείς απαιτούν αμόλυβδη βενζίνη. Ο μόλυβδος δηλητηριάζει τον καταλύτη.

Οι καταλύτες χρησιμοποιούνται σε περίπου το 90% των χημικών διεργασιών. Καθιστούν τις αντιδράσεις ταχύτερες, φθηνότερες και πιο επιλεκτικές. Μειώνουν την κατανάλωση ενέργειας και τα απόβλητα. Είναι ένα από τα πιο σημαντικά εργαλεία στην πράσινη χημεία.