催化剂的组成
工业催化剂通常不是单一的物质，而是由多种物质组成。绝大多数工业催化剂有三类可以区分的组分，即活性组分、载体、助催化剂。
活性组分是催化剂的主要成分，有时由一种物质组成，如乙烯氧化制环氧乙烷使用的银催化剂，活性组分变是单一物质---银;  有时则由多种物质组成，如丙烯氨氧化制丙烯腈使用的钼-铋催化剂，活性组分由氧化钼和氧化铋两种物质组合而成。在寻找和种反应所需的催化剂时，活性组分的选择是首要步骤。目前，就催化科学的发展水平来说，虽然有一些理论知识可用选择性组分的参考，但确切地说仍然是经验的。历史上为了方便曾将活性组分按导电性的不同加以分类，主要是为方便，并没有肯定导电性与催化之间在着任何的关联。然而，二者都与材料原子的电子结构有关。在金属、半导体和绝缘体三类活性组分中，分析每一类的催化活性模型，都有一种以上的理论和实验背景材料。

载体
载体是催化活性组分的分散剂、黏合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。将活性组分、助催化剂组分负载于载体上所制得的催化剂，称为负载型催化剂。
载体的种类很多，可以是天然的，也可以是人工合成的。为了使用上的方便，可将载体划分为低比表面积和高比表面积两大类。低比表面积载体，有的是由单个小颗粒组成的，也有的是平均孔径大于2000nm的粗孔物质，还有一些比表面积特别低的，如刚玉，碳化硅等是无孔的，这类载体对负载的活性组分的活性影响不大，热稳定性高，常用于高温反应和强放热反应。高比表面积载体，其比表面积在100m2/g以上而孔径小于1000者，为许多工业催化过程所需要。因为多相催化反应是在界面上进行的，且经常是催化剂的活性随比表面积的增大而增加，为了获得较高的活性，往往将活性组分负载于大比表央积的载体上。
载体不仅关系到催化剂的活性，选择性，还关系到它们的热稳定性和机械强度，关系到催化过程的传递特性，故在筛选和制造优良的工业催化剂时，需要弄清载体的物理性质及其功能。

助催化剂
  助催化剂是加入到催化剂中的少量物质，是催化剂的辅助成分，其本身没有活性或者活性很小，但把它加入到催化剂中后，可以改变催化剂的化学组成、化学结构、离子价态、酸碱性、晶格结构、表面构造、孔结构、分散状态、机械强度等，从而提高催化剂的活性、选择性、稳定性和寿命。助催化剂的功效往往很大，同一种活性组分加入不同的添加物，其效应不同，而且助催化剂的含量效应常比载体的含量效应敏感很多。
   助催化剂可以元素状态加入，也可以化合状态加入。有时加入量咱，有时则加入多种，几种助催化剂之间可以发生交互作用，所以助催化剂的作用问题是比较复杂的。助催化剂的选择和研究是催化领域中十分重要的问题。助催化剂按作用机理不同一般区分为结构型和电子型两类。结构型助催化剂的作用主要是提高活性组分的分散和性和热稳定性。通过加入这种助催化剂，使活性组分的细小姐晶粒间隔开来，不易烧结；也可以与活性组分生成高熔点的化合物或固熔体达到热稳定。也可提高活性。助催化剂除促进活性组分的功能以外，也可以促进载体功能。最明显的一例是控制载体的热稳定性。

均相催化剂的特征
  均相催化是指催化剂与反应介质不可区分，与介质中的其他组分形成均匀物相的催化反应体系。均相催化常用于液相反应。在发生催化反应的物料中，不论是反应原料还是催化剂，它们都溶于反应介质中，且是以独立的分子形态而分散的。正因为均相催化体系中的催化活性中心是以独立自由的分子形态存在的，所以易于以现代的谱仪手段，如NMR、IR等分析手段来表征。借此可以获得原位(in situ)反应过程中的信息，可信度较高，可用以对反应机理做出比较确切的描述。
催化基元反应步骤
  特别是在以过渡金属络合物为活性中心的均相催化反应中，催化活性的中间络合物能够分离出晶体，用X射线分析，可对活性中心周围的环境与反应机理的彻底研究，可以认定均相络合催化的基元反应步骤都是在以金属为中心的配体球上进行的，反应过程构成了一个催化循环。催化剂的性能，易于通过配体球上进行的，反应过程构成了一个催化循环。催化剂的性能，易于通过配体的调变得以修饰和改善。故均相催化相对于多相催化来说，具有一些自身的优点：反应性能单一，具有特定的选择性；反应条件温和，有利于节能；因其作用机理较清楚明晰，易于精心设计调配研究和把握。
甲醇羰化合成乙酸
   该合成反应是20世纪70年代由Monsanto公司推向工业化的，是均相络合催化的又一大成就，体现了均相催化的发展。催化剂 Rh络合物，羰化过程可在1atm和150℃的温和条件下进行，但为了有利于工业生产，通常采用1.5Mpa和175℃的反应条件。反应的选择性以甲醇计高于99%，是典型的“原子经济性”反应，参与反应的每个原子都变成了产物，实现副产品为零的排放，是当前研究追求的绿色化工过程。该络合物催化反应另一个重要意义是原料路线的非石油化。过程开发成功时，正值全球第一次石油危机，原油价格依赖于石油，应该向多元化方向发展。甲醇和CO既可来自于煤，也可来自于天然气，故Monsanto公司的这一发明，在当时取得了轰动效应。但该催化反应也有两个缺点;一是采用价格昂贵而资源短缺的Rh催化剂；二是要用含碘的水相介质，会造成设备腐蚀。

反应物分子的化学吸附
   当反应物分子通过扩散到达催化剂活性表面附近时，它们可能进行化学吸附，与活性表面相互作用产生新的化学物种。根据反应机理，与其他反应物分子作用，遵循一条能量最有利的途径转化。催化中的吸附总是化学吸附。化学吸附本身是一个复杂的过程，分两步进行，即物理吸附和化学吸附。物理吸附是借助分子间力，吸附力弱，吸附热小，且是可逆的，无选择性，分子量越大越容易发生。化学吸附与一般的相似，是借助于化学键力，遵从化学热力学和化学动力学键力，具有选择性特征，吸附热大（40～800KJ/mol）,一般是不可逆的，尤其是饱和烃分子的解离吸附。吸附的发生需要活化能。化学吸附是反应分子活化的关键一步。化学吸附为单分子层吸附，具有饱和性。
  发生化学吸附的原因，是由于位于固体表面的原子具有自由价，这些原子的配位数小于固体内原子的配位数，使得每个表面原子受到一种内向的净作用力，将扩散到其附近的气体分子吸附形成化学键。化学吸附键合的现代模型，包括几何和电子的效应两方面，气体分子基于这两种效应寻求与表面适合的几何对称性和电子轨道，以进行化学吸附。对这些特性的了解对于催化剂的调制和改善是十分重要的。
表面反应
化学吸附的表面物种是在二维的吸附层中并非静止不动的，只要温度足够高，它们就成为化学活性物种，在固体表面迁移，随之进行化学反应。
产物的脱附
    脱附是吸附的逆过程，因此，遵循与吸附相同的规律。吸附的反应物和产物都有可能脱附。