Jest to substancja, która wprowadzona do układu reagującego zwiększa szybkość reakcji (obniża jej energię aktywacji). Katalizator bierze udział w reakcji chemicznej, ale w ilości niezmienionej pozostaje po jej zakończeniu.
Katalizatorem może być jeden ze składników jednorodnej fazy,w której zachodzi reakcja (katalizator występuje w tym samym stanie skupienia co reagenty). Tę reakcję nazywamy katalizą jednorodną (homogeniczną). Jeżeli katalizator stanowi odrębną fazę w układzie reagującym, to jest to kataliza niejednorodna (heterogeniczna); katalizator występuje wówczas w innym stanie skupienia niż reagenty. Katalizator w stanie stałym umieszczony w środowisku gazowym lub ciekłym nosi nazwę kontaktu. Działanie kontaktu polega na adsorpcji na swojej powierzchni substratów i stąd ważna jest wielkość powierzchni i struktura katalizatora.
Rozkład nadtlenku wodoru (wody utlenionej) może być katalizowany tlenkiem manganu(IV) (kataliza heterogeniczna), wodnym roztworem chlorku żelaza(III) (kataliza homogeniczna). Natomiast dodatek kwasu fosforowego(V) do wody utlenionej umożliwia jej długotrwałe przechowywanie (spowolnienie reakcji rozkładu). Rozkład H2O2 możliwy jest również pod wpływem enzymu – katalazy. Jest to przykład reakcji enzymatycznej.
Reakcja, w której powstający produkt pełni funkcję katalizatora tej reakcji, nosi nazwę autokatalizy. Reakcja, początkowo przebiegająca powoli, ulega coraz większemu przyspieszeniu, np.:
5 (COOH)2 + 2 MnO4– + 6 H+ → 10 CO2 + 2 Mn2+ + 8 H2O
jony Mn2+ katalizują dalszy przebieg reakcji
W przypadku reakcji zachodzących z udziałem związków organicznych od użytego katalizatora zależy rodzaj i struktura cząsteczki powstającego związku.
Odrębną grupą katalizatorów są enzymy. Jako połączenia białkowe katalizujące reakcje biochemiczne zachodzące w organizmach żywych nazywane są też biokatalizatorami. Ich charakterystyczną cechą jest duża specyficzność substratowa i wysoka wydajność.