L'effetto di un catalizzatore su una reazione chimica è di aumentare la velocità di quella reazione riducendo la sua energia di attivazione. Questa energia di attivazione è l'energia richiesta per spostare i reagenti chimici in uno stato di transizione, che è intermedio tra reagente e prodotto.
I catalizzatori riducono l'energia di attivazione delle reazioni creando prodotti intermedi con i reagenti. Ogni reazione che si verifica con un catalizzatore richiede meno energia di attivazione rispetto a una reazione diretta tra i reagenti. Il prodotto finale della reazione è lo stesso, con la stessa quantità di energia consumata o rilasciata, ma è più facile ottenere la reazione per iniziare e continuare a utilizzare i catalizzatori. Il punto di equilibrio, cioè il punto in cui una reazione chimica e il suo inverso si verificano alla stessa velocità, è anche invariato dalla presenza di un catalizzatore.
Per essere un vero catalizzatore, una sostanza chimica non deve essere direttamente consumata dalla reazione, sebbene possa essere alterata da altri effetti della reazione, come il riscaldamento. Mentre il catalizzatore reagisce con i reagenti, il prodotto finale della reazione non lo incorpora e il catalizzatore ritorna al suo stato originale. Pertanto, in genere è necessario pochissimo catalizzatore per accelerare una reazione, anche se le quantità di reagenti sono relativamente grandi.