Inom kemi är en katalysator ett ämne som tillsätts för att påskynda reaktionshastigheten utan att själv förbrukas i processen. Katalysatorn tillsätts ofta i en liten mängd jämfört med reaktanterna och kan återanvändas sekventiellt i framtida satser. En homogen katalysator är en som är en del av samma fas som reaktanterna – vare sig de är fasta, flytande eller gas – under reaktionen. Ofta är komponenterna av olika faser i rent tillstånd men är lösta i ett gemensamt lösningsmedel. Enligt denna definition är till och med en gas som reagerar med en vätska i närvaro av en vanlig fast katalysator homogen om de tre alla är upplösta samtidigt.
De flesta industriella katalyser använder heterogena katalysatorer. I heterogen katalys finns det två eller flera faser i reaktionen, och den involverar ofta en vätske- eller gaskomponent som exponeras för en fast katalytisk komponent fäst till ett bärarsubstrat för bekvämlighet och för att förhindra förlust. Detta kan bero på att katalysatorn är dyr, inklusive en ädelmetallkomponent. För att öka effektiviteten kan ytarean maximeras genom att katalysatorn delas till slut. Ett exempel är katalysatorn som finns i de flesta bilar.
Användningen av en homogen katalysator i komplex kemi är av speciellt intresse, delvis på grund av nya användningar av organometalliska komplex. Tidiga tillämpningar av organomagnesium- och organolitiumföreningar var till stor del som reaktionsingredienser snarare än som katalysatorer. Sådana föreningar var instabila; deras användning krävde att de löstes i farliga lösningsmedel som eter eller tetrahydrofuran (THF). Att kombinera dessa med andra flytande reaktanter placerade dessa reaktioner, per definition, i den homogena kategorin.
Idag finns det mycket fler organometalliska föreningar kända. Vissa av dem kan placeras i kategorin en homogen katalysator. De är ofta mer stabila och lättare att hantera. Denna typ av förening ger ett bredare användningsområde och används ofta som en homogen katalysator snarare än som en reaktant.
Några av de nya reagensen är användbara i polymerisationsreaktioner. Andra är väl lämpade för farmaceutisk tillverkning på grund av deras förmåga att ge kiralitet. Detta hänvisar till förmågan att kontrollera strukturell design så nära att polariserat ljus endast roterar åt ett håll.
En högst anmärkningsvärd tillämpning är försöket att efterlikna växtvärlden med hjälp av artificiell fotosyntes. Detta ska inte förväxlas med en annan användning av termen: uppdelning av vatten till väte för produktion av bränsle. Snarare hänvisar artificiell fotosyntes i detta fall till omvandlingen av koldioxid och vatten till kolhydrater och syre. Under några år har metallorganiska katalysatorer studerats med artificiell fotosyntes i åtanke.