Par ce mot, on entend l'action par laquelle une substance facilite une réaction chimique par sa seule présence, en se retrouvant intacte à l'issue de celle-ci. Cette substance -le catalyseur- est utilisée en faibles quantités par rapport aux réactifs mis en présence.

La plupart des livres et des cours de chimie expliquent ceci par « l'abaissement de la barrière d'activation », c'est à dire l'abaissement de l'énergie requise pour amorcer la transformation des réactifs en produits. Bien que ceci ne soit pas faux, cette proposition fort générale ne donne pas une perception réelle de la catalyse. Elle indique simplement que le catalyseur facilite la réaction, sans sous-entendre qu'une réaction observée est le résultat d'une suite de processus chimiques simples plus ou moins rapides que l'on appelle étapes élémentaires.

En fait, l'association provisoire du catalyseur avec les réactifs ouvre d'autres chemins à la réaction et lui offre un parcours comprenant des étapes élémentaires différentes, plus favorables et donc plus économiques d'un point de vue énergétique, tout en garantissant le même résultat final.

Il existe une très grande variété de catalyseurs, chacun adapté à la réaction souhaitée.

Lorsque le milieu réactionnel et le catalyseur constituent une seule phase, on dit que la catalyse est homogène. Inversement, si le milieu réactionnel et le catalyseur constituent deux phases différentes (par exemple gaz et solide), on dit que la catalyse est hétérogène. Les enzymes, catalyseurs essentiels pour les réactions biologiques du monde animal, entrent dans le domaine dela catalyse enzymatique.

Si l'on en croit le Romain Pline, nos ancêtres les Gaulois auraient inventé le savon. Voici à peu près leur recette : ils faisaient bouillir de l'eau contenant des cendres de bois avec de la graisse animale. Pratiquée depuis 2000 ans, la saponification est un exemple de réaction catalytique. Sa compréhension ne nous est parvenue qu'au 19^ème siècle grâce au chimiste français Michel-Eugène Chevreul (1786-1889 !). Les graisses sont des glycérides qui, sous l'action des cendres végétales (l'alcali issu des cendres jouant le rôle de catalyseur), se scindent, libérant d'une part un acide gras -le savon lui-même- et d'autre part de la glycérine. 

Ce n'est qu'au 19^ème siècle que la catalyse commence à faire parler d'elle au sens d'une découverte. Les travaux de Davy et Dobereiner décrivent en 1823 la combustion de l'alcool en présence de platine (le catalyseur). L'oxydation de l'hydrogène sur des fils de palladium, d'iridium et de platine intéresse entre autres Faraday (1834). En 1836, la catalyse reçoit sa première définition par le suédois Berzélius qui introduit le terme de force catalytique. Cependant, sa définition liant les phénomènes observés à la force catalytique est exempte d'explications permettant une interprétation scientifique de la catalyse. En 1894, un pas important est franchi dans l'analyse du phénomène, mais dans le cadre de la thermodynamique des systèmes étudiés. Ostwald attire l'attention sur le fait que la catalyse n'affecte pas la thermodynamique du système mais seulement la cinétique des réactions chimiques. Dire que le catalyseur « rend possible » une réaction est, sur un plan formel, faux car il ne fait que l'accélérer. Les travaux de Ostwald introduisent un des concepts les plus fondamentaux de la catalyse moderne : la sélectivité cinétique. Ainsi, à partir d'un mélange de deux réactifs susceptible de créer une variété de produits, la formation exclusive d'un de ceux-ci pourra être obtenue par le choix judicieux d'un catalyseur.

Toutefois, sur le plan purement pratique, il faut reconnaître que, jusqu'au début du 20^ème siècle, la catalyse se pratique davantage comme un art que comme une science. Nous pourrions dire que le franchissement de l'un vers l'autre est accompli avec l'introduction par Langmuir du concept de chimisorption (1912), permettant enfin le développement d'équations de vitesse. La chimisorption est l'adsorption d'une molécule sur une surface avec création d'un lien chimique.

Dans le domaine de la catalyse hétérogène, mentionnons l'arrivée vers 1925 de la notion de site actif (Sir Taylor), à ne pas confondre nécessairement avec le site de chimisorption. Cette grandeur est indispensable à la définition de ce qui doit caractériser un catalyseur : son activité (Boudart, 1972). Cette dernière est donc exprimée par une valeur reprenant le nombre de rotations (c'est-à-dire de parcours réactionnels ou de molécules transformées) par site et par seconde.

Il est important de réaliser à ce moment que la catalyse hétérogène est avant tout un phénomène de surface. Et dans le même sens, pour multiplier le nombre d'événements chimiques sur le catalyseur, il est recommandé d'augmenter dans la mesure du possible sa superficie (et donc le nombre de sites actifs) par rapport à sa masse. Ceci est réalisé en divisant la quantité totale de catalyseur en très fines particules qui seront déposées sur un support de surface élevée, typiquement, de l'alumine ou de la silice. La figure à gauche représente la structure classique d'un catalyseur supporté visualisé par microscopie électronique à balayage ; la taille de l'image est de 10 micromètres. La diminution de la masse nécessaire de catalyseur est aussi motivée par le prix élevé des métaux précieux souvent employés dans les catalyseurs. La maîtrise de ces aspects de fabrication a permis la viabilité économique d'un type de catalyseur massivement employé aujourd'hui et que nous allons détailler : le pot catalytique.