定義：根據IUPAC于1981年提出的定義，催化材料是一種物質，它能夠加速反應的速率而不改變該反應的標準Gibbs自由焓變化。這種作用稱為催化作用。涉及催化材料的反應為催化反應。

催化劑有三種類型，它們是：均相催化劑、多相催化劑和生物催化劑。

均相催化劑和它們催化的反應物處于同一種物態（固態、液態、或者氣態）。例如：如果反應物是氣體，那么催化劑也會是一種氣體。（四氧化二氮）是一種惰性氣體，被用來作為麻醉劑。然而，當它與氯氣和日光發生反應時，就會分解成氮氣和氧氣。這時，氯氣就是一種均相催化劑，它把本來很穩定的分解成了組成元素。
多相催化劑和它們催化的反應物處于不同的狀態。例如：在生產人造黃油時，通過固態鎳（催化劑），能夠把不飽和的植物油和氫氣轉變成飽和的脂肪。固態鎳是一種多相催化劑，被它催化的反應物則是液態（植物油）和氣態（氫氣）。
酶是生物催化劑。活的生物體利用它們來加速體內的化學反應。如果沒有酶，生物體內的許多化學反應就會進行得很慢，難以維持生命。大約在37℃的溫度中（人體的溫度），酶的工作狀態是最佳的。如果溫度高于50℃或60℃，酶就會被破壞掉而不能再發生作用。因此，利用酶來分解衣物上的污漬的生物洗滌劑，在低溫下使用最有效。

催化劑分均相催化劑與非均相催化劑。非均相催化劑呈現在不同相（Phase）的反應中（例如：固態催化劑在液態混合反應），而均相催化劑則是呈現在同一相的反應（例如：液態催化劑在液態混合反應）。一個簡易的非均相催化反應包含了反應物（或zh-ch:底物;zh-tw:受質）吸附在催化劑的表面，反應物內的鍵因十分的脆弱而導致新的鍵產生，但又因產物與催化劑間的鍵并不牢固，而使產物出現。目前已知許多表反應發生吸附反應的不同可能性的結構位置。
僅僅由于本身的存在就能加快或減慢化學反應速率，而本身的組成和質量并不改變的物質就叫催化劑。催化劑跟反應物同處于均勻的氣相或液相時，叫做單相催化作用；催化劑跟反應物屬不同相時，叫做多相催化作用。

人們利用催化劑，可以提高化學反應的速度，這被稱為催化反應。大多數催化劑都只能加速某一種化學反應，或者某一類化學反應，而不能被用來加速所有的化學反應。催化劑并不會在化學反應中被消耗掉。不管是反應前還是反應后，它們都能夠從反應物中被分離出來。不過，它們有可能會在反應的某一個階段中被消耗，然后在整個反應結束之前又重新產生。

使化學反應加快的催化劑，叫做正催化劑；使化學反應減慢的催化劑，叫做負催化劑。例如，酯和多糖的水解，常用無機酸作正催化劑；二氧化硫氧化為三氧化硫，常用五氧化二釩作正催化劑，這種催化劑是固體，反應物為氣體，形成多相的催化作用，因此，五氧化二釩也叫做觸媒或接觸劑；食用油脂里加入0.01%～0.02%沒食子酸正丙酯，就可以有效地防止酸敗，在這里，沒食子酸正丙酯是一種負催化劑(也叫做緩化劑或抑制劑)。

目前，對催化劑的作用還沒有完全弄清楚。在大多數情況下，人們認為催化劑本身和反應物一起參加了化學反應，降低了反應所需要的活化能。有些催化反應是由于形成了很容易分解的“中間產物”，分解時催化劑恢復了原來的化學組成，原反應物就變成了生成物。有些催化反應是由于吸附作用，吸附作用僅能在催化劑表面最活潑的區域(叫做活性中心)進行。活性中心的區域越大或越多，催化劑的活性就越強。反應物里如有雜質，可能使催化劑的活性減弱或失去，這種現象叫做催化劑的中毒。

催化劑對化學反應速率的影響非常大，有的催化劑可以使化學反應速率加快到幾百萬倍以上。催化劑一般具有選擇性，它僅能使某一反應或某一類型的反應加速進行。例如，加熱時，甲酸發生分解反應，一半進行脫水，一半進行脫氫：

HCOOH=H2O+CO

HCOOH=H2+CO2

如果用固體Al2O3作催化劑，則只有脫水反應發生；如果用固體ZnO作催化劑，則脫氫反應單獨進行。這種現象說明，不同性質的催化劑只能各自加速特定類型的化學反應過程。因此，我們利用催化劑的選擇性，可使化學反應主要向某一方向進行。

在催化反應里，人們往往加入催化劑以外的另一物質，以增強催化劑的催化作用，這種物質叫做助催化劑。助催化劑在化學工業上極為重要。例如，在合成氨的鐵催化劑里加入少量的鋁和鉀的氧化物作為助催化劑，可以大大提高催化劑的催化作用。

催化劑在現代化學工業中占有極其重要的地位，現在幾乎有半數以上的化工產品，在生產過程里都采用催化劑。例如，合成氨生產采用鐵催化劑，硫酸生產采用釩催化劑，乙烯的聚合以及用丁二烯制橡膠等三大合成材料的生產中，都采用不同的催化劑。

酶，是植物、動物和微生物產生的具有催化能力的蛋白質，舊稱酵素。生物體的化學反應幾乎都在酶的催化作用下進行。酶的催化作用同樣具有選擇性。例如，淀粉酶催化淀粉水解為糊精和麥芽糖，蛋白酶催化蛋白質水解成肽等。酶在生理學、醫學、農業、工業等方面，都有重大意義。目前，酶制劑的應用日益廣泛。

標簽：義和催化材料