催化剂能在自身不被消耗的情况下加速化学反应。它提供了一条活化能更低的替代反应路径。催化剂可能参与反应并生成中间体，但最终会被再生。少量催化剂即可催化大量的反应。催化剂在工业、生物学和环境保护领域都至关重要。

催化剂有多种类型。均相催化剂与反应物处于同一相，通常为溶液。酯化反应中使用的酸催化剂就是一个例子。非均相催化剂则处于不同的相，通常是固体催化剂，反应物为气态或液态。例如，催化转化器中的铂、哈伯-博世法中的铁以及石油裂解中的沸石。酶是生物催化剂，具有高度特异性和高效性。它们在温和的温度和压力下催化反应。

催化剂不会改变反应的平衡位置，只会改变达到平衡的速率，也不会改变总能量变化。它们降低活化能，使反应在给定温度下进行得更快。有些催化剂会被杂质毒化，这些杂质会与活性位点结合并阻塞它们。这就是为什么催化转化器需要使用无铅汽油的原因。铅会使催化剂中毒。

催化剂广泛应用于约90%的化学反应中。它们能使反应更快、更经济、更具选择性，同时还能降低能耗和废物产生。催化剂是绿色化学中最重要的工具之一。