Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng hóa học mà không bị tiêu hao. Nó cung cấp một con đường phản ứng thay thế với năng lượng hoạt hóa thấp hơn. Chất xúc tác có thể tham gia vào phản ứng, tạo thành các chất trung gian, nhưng nó được tái tạo lại ở cuối phản ứng. Một lượng nhỏ chất xúc tác có thể xúc tác cho một lượng lớn phản ứng. Chất xúc tác rất cần thiết trong công nghiệp, sinh học và bảo vệ môi trường.

Chất xúc tác có nhiều loại. Chất xúc tác đồng thể nằm cùng pha với chất phản ứng, thường ở dạng dung dịch. Ví dụ như chất xúc tác axit dùng trong phản ứng este hóa. Chất xúc tác dị thể nằm ở pha khác, thường là chất xúc tác rắn với chất phản ứng ở dạng khí hoặc lỏng. Ví dụ như bạch kim trong bộ chuyển đổi xúc tác, sắt trong quy trình Haber-Bosch và zeolit ​​trong quá trình cracking dầu mỏ. Enzyme là chất xúc tác sinh học, có tính đặc hiệu và hiệu quả cao. Chúng xúc tác các phản ứng ở nhiệt độ và áp suất vừa phải.

Chất xúc tác không làm thay đổi vị trí cân bằng của phản ứng. Chúng chỉ thay đổi tốc độ đạt đến trạng thái cân bằng. Chúng cũng không làm thay đổi tổng năng lượng biến đổi. Chúng làm giảm năng lượng hoạt hóa, giúp phản ứng diễn ra nhanh hơn ở nhiệt độ nhất định. Một số chất xúc tác bị nhiễm độc bởi các tạp chất, chúng liên kết với các vị trí hoạt động và làm tắc nghẽn chúng. Đó là lý do tại sao bộ chuyển đổi xúc tác cần xăng không chì. Chì làm nhiễm độc chất xúc tác.

Chất xúc tác được sử dụng trong khoảng 90% các quá trình hóa học. Chúng giúp phản ứng diễn ra nhanh hơn, rẻ hơn và chọn lọc hơn. Chúng giảm tiêu thụ năng lượng và chất thải. Chúng là một trong những công cụ quan trọng nhất trong hóa học xanh.