Kataliza se odnosi na kemijski fenomen u kojem katalizator ubrzava ili usporava kemijsku reakciju snižavanjem energije aktivacije i mijenjanjem puta reakcije. Njegov princip je zasnovan na Arrheniusovoj jednačini; katalizator povećava brzinu reakcije tako što učestvuje u reakciji, snižava energiju aktivacije ili mijenja pre-eksponencijalni faktor. Konkretno, može se klasificirati na homogenu katalizu, heterogenu katalizu, biokatalizu i autokatalizu. Kiselinsko-bazna kataliza je vrsta reakcije koja koristi kiseline i baze kao katalizatore, a dijeli se na homogene i heterogene oblike. Prva uključuje reakcije u tečnoj-fazi kao što je katalitička hidratacija etilena i sumporne kiseline u etanol, dok druga pokriva katalitičke procese u čvrstoj{7}} fazi kao što je krekiranje nafte.
U polju biokatalize, strategija "skeniranja četiri-aminokiseline" se koristi za poboljšanje katalitičke efikasnosti enzima. Teorija graničnih molekularnih orbita uvedena je u dizajn katalizatora s jednim-atomom kako bi se konstruirali katalizatori hidrogenacije s visokom aktivnošću i visokom stabilnošću. U materijalima za fotokatalizu, dvostruka heterospojnica tipa S- Bi7O9I3/Cd0.5Zn0.5S QDs/WO3-x je razvijena kako bi se postigla potpuna degradacija fenola pod punim-odzivom spektra. Heterospojnice g-C3N4/BiOIO3 modificirane na kvantnim tačkama{14}} pokazuju značajna poboljšanja performansi u polju fotokatalitičke redukcije ugljičnog dioksida.
