Катализаторы используются во множестве областей жизни, и правильнее будет даже сказать, что существует мало областей, где они не задействованы, — связано это с тем, что сложно получить химически чистые вещества и в той или иной концентрации многие вещества присутствуют в ходе реакций, в качестве, так сказать, сторонних наблюдателей. Однако, использование слов «сторонних наблюдателей» здесь будет не совсем уместным, так как катализаторы всё-таки участвуют в реакции, но их участие характеризуется тем, что они изменяют скорость течения реакций, а после завершения их, — восстанавливаются в неизменном виде. Таким образом, можно сказать, что катализаторы, хотя и присутствуют химических процессах, сами они не расходуются.

При этом правильно будет сказать, что катализаторы меняют скорость реакций, но не влияют на положение химического равновесия, они только изменяют скорость достижения этого равновесия: здесь под химическим равновесием поднимается такое состояние вещества/смеси, где после окончания всех реакций, в определённом объёме содержится определенное количество прореагировавшего вещества/смеси и определённое количество не вступивших в реакцию компонентов. Это соотношение всегда будет одним и тем же, что с присутствием катализатора, что без него, — но использование катализатора ускоряет/замедляет процесс достижения такого равновесного состояния (но, как было показано выше, использование катализатора может приводить к тому, что в результате реакций с его использованием, на выходе могут образовываться другие компоненты, чем в случае без его использования).

В качестве катализаторов могут использоваться совершенно неожиданные вещества, например, английский химик Пристли, проводя эксперименты с продуванием кипящего этилового спирта через трубку с глиной, обнаружил, что выходящий из другого конца трубки газ начинает гореть пламенем бледного белого цвета. Гораздо позже было обнаружено, что это связано с дегидратацией этилового спирта и образованием газа этилена, где катализатором реакции выступает глина, обладающая кислотными свойствами.

При этом, если вместо глины использовать металлы, например, медь, железо, серебро, оксид магния, — то дегидратация этилового спирта протекает с образованием ацетальдегида и водорода.

Или, например, водный раствор сульфата никеля, обладающий нейтральной реакцией, однако при нагревании до 350°, в течение трёх часов, — поверхность соли (видимо предполагается выпадение в ходе такого нагревания соли — прим. автора статьи) приобретает кислотность, сравнимую с кислотностью 50% раствора серной кислоты! Причём это свойство было открыто случайно, и такие кислотные свойства у сульфата никеля ранее не предполагались. При этом полученная соль является катализатором многих реакций, обладает высокой селективностью — подробнее об этом термине ниже.

Катализаторы характеризуются свойством активности, под которой подразумевается его свойство ускорять реакции, а также селективностью, под которой подразумевается его способность ускорять реакции в определённом направлении. Например, в рассмотренном выше варианте преобразования этилового спирта в этилен и ацетальдегид, некоторые катализаторы могут давать степень преобразования 80% вещества в этилен, и 20% вещества — в ацетальдегид, при этом говорят, что селективность катализатора по этилену — 80%, а селективность по ацетальдегиду — 20%.

Таким образом, как нетрудно догадаться, в общем случае проблема разработки нужного катализатора заключается в нахождении/синтезировании такого его типа, который обладает наивысшей активностью и селективностью в нужном направлении (скажем, может наиболее быстро и наибольшее количество этилового спирта переводить в этилен).

Эффективность работы катализатора во времени не является величиной постоянной, и она может снижаться, ввиду того, что катализатор загрязняется примесями, содержащимися в реагирующих веществах, уменьшения площади поверхности, увеличения отложений углерода, физического разрушения и других факторов.

Сложно преувеличить значение катализаторов, так как их использование даёт совершенно новые возможности, например, в 2020 году прошла новость, что был разработан катализатор, позволяющий преобразовывать углекислый газ и воду в этиловый спирт. Катализатор представляет собой медь, диспергированную на подложку из угольного порошка, где в результате электрохимической реакции происходит расщепление CO2 и пересборка в молекулы этанола, при этом селективность такого преобразования превышает 90%, намного опережая любой аналогичный процесс.