Chemijoje katalizatorius yra medžiaga, kuri pridedama, kad pagreitintų reakcijos greitį, o pats procesas nesunaudojamas. Katalizatoriaus dažnai pridedamas nedidelis kiekis, palyginti su reagentais, ir gali būti pakartotinai naudojamas būsimose partijose. Homogeninis katalizatorius yra tas, kuris reakcijos metu yra toje pačioje fazėje kaip ir reagentai – kietos, skystos ar dujinės. Dažnai gryni komponentai yra skirtingų fazių, bet yra ištirpinti bendrame tirpiklyje. Pagal šį apibrėžimą net ir dujos, reaguojančios su skysčiu, kai yra įprastai kietas katalizatorius, yra vienalytės, jei visi trys yra ištirpę vienu metu.
Daugumoje pramoninių katalizių naudojami heterogeniniai katalizatoriai. Heterogeninėje katalizėje vyksta dvi ar daugiau reakcijos fazių, o joje dažnai dalyvauja skystis arba dujinis komponentas, veikiamas kietu kataliziniu komponentu, pritvirtintu prie nešiklio substrato, kad būtų patogu ir išvengta nuostolių. Taip gali būti dėl to, kad katalizatorius, įskaitant brangiųjų metalų komponentą, yra brangus. Siekiant padidinti efektyvumą, paviršiaus plotas gali būti maksimaliai padidintas, kai katalizatorius yra labai galutinai padalintas. Vienas iš pavyzdžių yra katalizinis konverteris, esantis daugumoje automobilių.
Homogeninio katalizatoriaus naudojimas sudėtingoje chemijoje yra ypač svarbus, iš dalies dėl naujų organometalinių kompleksų naudojimo būdų. Ankstyvieji magnio ir organinio ličio junginiai buvo naudojami kaip reakcijos sudedamosios dalys, o ne kaip katalizatoriai. Tokie junginiai buvo nestabilūs; naudojant juos reikėjo ištirpinti pavojinguose tirpikliuose, tokiuose kaip eteris arba tetrahidrofuranas (THF). Sujungus juos su kitais skystais reagentais, šios reakcijos pagal apibrėžimą buvo įtrauktos į vienalytę kategoriją.
Šiandien yra žinoma kur kas daugiau organinių metalų junginių. Kai kurie iš jų gali būti priskirti vienalyčių katalizatorių kategorijai. Jie dažnai yra stabilesni ir lengviau valdomi. Šio tipo junginiai gali būti naudojami plačiau ir dažnai naudojami kaip homogeninis katalizatorius, o ne kaip reagentas.
Kai kurie nauji reagentai yra naudingi polimerizacijos reakcijose. Kiti puikiai tinka farmacijos gamybai, nes gali suteikti chiralumo. Tai reiškia galimybę taip tiksliai valdyti konstrukcijos dizainą, kad poliarizuota šviesa sukasi tik į vieną pusę.
Labiausiai vertas dėmesio pritaikymas yra bandymas imituoti augalų pasaulį naudojant dirbtinę fotosintezę. Negalima painioti kito termino vartojimo: vandens skaidymas į vandenilį kurui gaminti. Dirbtinė fotosintezė šiuo atveju reiškia anglies dioksido ir vandens pavertimą angliavandeniais ir deguonimi. Jau keletą metų metalo organiniai katalizatoriai buvo tiriami turint omenyje dirbtinę fotosintezę.