Katalizator przyspiesza reakcję chemiczną, nie zużywając się. Zapewnia alternatywną ścieżkę o niższej energii aktywacji. Katalizator może uczestniczyć w reakcji, tworząc produkty pośrednie, ale na końcu jest regenerowany. Niewielka ilość może katalizować dużą część reakcji. Katalizatory są niezbędne w przemyśle, biologii i ochronie środowiska.

Katalizatory występują w kilku rodzajach. Katalizatory homogeniczne znajdują się w tej samej fazie co substraty, zazwyczaj w roztworze. Przykładem są katalizatory kwasowe do estryfikacji. Katalizatory heterogeniczne znajdują się w innej fazie, zazwyczaj są to katalizatory stałe z substratami gazowymi lub ciekłymi. Przykładami są platyna w katalizatorach, żelazo w procesie Habera-Boscha i zeolity w krakingu ropy naftowej. Enzymy są katalizatorami biologicznymi, wysoce specyficznymi i wydajnymi. Katalizują reakcje w umiarkowanych temperaturach i ciśnieniach.

Katalizatory nie zmieniają położenia równowagi reakcji. Zmieniają jedynie szybkość osiągania równowagi. Nie zmieniają również całkowitej zmiany energii. Obniżają energię aktywacji, przyspieszając reakcję w danej temperaturze. Niektóre katalizatory są zatruwane przez zanieczyszczenia, które wiążą się z miejscami aktywnymi i blokują je. Dlatego katalizatory wymagają benzyny bezołowiowej. Ołów zatruwa katalizator.

Katalizatory są wykorzystywane w około 90% procesów chemicznych. Sprawiają, że reakcje są szybsze, tańsze i bardziej selektywne. Zmniejszają zużycie energii i ilość odpadów. Są jednym z najważniejszych narzędzi w zielonej chemii.