Η κατάλυση αναφέρεται στο χημικό φαινόμενο όπου ένας καταλύτης επιταχύνει ή επιβραδύνει μια χημική αντίδραση μειώνοντας την ενέργεια ενεργοποίησης και αλλάζοντας την οδό αντίδρασης. Η αρχή του βασίζεται στην εξίσωση Arrhenius. ο καταλύτης αυξάνει τον ρυθμό αντίδρασης συμμετέχοντας στην αντίδραση, μειώνοντας την ενέργεια ενεργοποίησης ή αλλάζοντας τον προ-εκθετικό παράγοντα. Συγκεκριμένα, μπορεί να ταξινομηθεί σε ομοιογενή κατάλυση, ετερογενή κατάλυση, βιοκατάλυση και αυτοκατάλυση. Η κατάλυση όξινης-βάσης είναι ένας τύπος αντίδρασης που χρησιμοποιεί οξέα και βάσεις ως καταλύτες και χωρίζεται σε ομοιογενείς και ετερογενείς μορφές. Η πρώτη περιλαμβάνει αντιδράσεις υγρής- φάσης όπως η καταλυτική ενυδάτωση αιθυλενίου και θειικού οξέος σε αιθανόλη, ενώ η δεύτερη καλύπτει καταλυτικές διεργασίες στερεάς- φάσης όπως η πυρόλυση πετρελαίου.
Στον τομέα της βιοκατάλυσης, η στρατηγική "σάρωση τεσσάρων{{0}"αμινοξέων" χρησιμοποιείται για τη βελτίωση της ενζυμικής καταλυτικής αποτελεσματικότητας. Η θεωρία των συνοριακών μοριακών τροχιακών εισάγεται στο σχεδιασμό καταλυτών ενός-ατόμου για την κατασκευή καταλυτών υδρογόνωσης με υψηλή δραστηριότητα και υψηλή σταθερότητα. Στα υλικά φωτοκατάλυσης, έχει αναπτυχθεί μια ετεροσύνδεση διπλού τύπου S-Bi7O9I3/Cd0.5Zn0.5S QDs/WO3-x για την επίτευξη πλήρους αποικοδόμησης της φαινόλης υπό πλήρη-απόκριση φάσματος. Οι τροποποιημένες ετεροσυνδέσεις g-C3N4/BiOIO3 με κβαντική κουκκίδα άνθρακα{14}}επιδεικνύουν σημαντικές βελτιώσεις απόδοσης στον τομέα της φωτοκαταλυτικής μείωσης του διοξειδίου του άνθρακα.
