Катализатор ускоряет химическую реакцию, не расходуясь при этом. Он обеспечивает альтернативный путь с более низкой энергией активации. Катализатор может участвовать в реакции, образуя промежуточные соединения, но в конце он регенерируется. Небольшое количество может катализировать большую часть реакции. Катализаторы необходимы в промышленности, биологии и охране окружающей среды.

Катализаторы бывают нескольких типов. Гомогенные катализаторы находятся в той же фазе, что и реагенты, обычно в растворе. Примером являются кислотные катализаторы для этерификации. Гетерогенные катализаторы находятся в другой фазе, обычно это твердые катализаторы с газообразными или жидкими реагентами. Примерами являются платина в каталитических конвертерах, железо в процессе Хабера-Боша и цеолиты в крекинге нефти. Ферменты — это биологические катализаторы, обладающие высокой специфичностью и эффективностью. Они катализируют реакции при умеренных температурах и давлениях.

Катализаторы не изменяют положение равновесия реакции. Они изменяют только скорость достижения равновесия. Они также не изменяют общее изменение энергии. Они снижают энергию активации, ускоряя реакцию при заданной температуре. Некоторые катализаторы отравляются примесями, которые связываются с активными центрами и блокируют их. Именно поэтому для работы каталитических нейтрализаторов требуется неэтилированный бензин. Свинец отравляет катализатор.

Катализаторы используются примерно в 90 процентах химических процессов. Они ускоряют, удешевляют и повышают селективность реакций. Они снижают энергопотребление и количество отходов. Это один из важнейших инструментов в «зеленой химии».