Dalam kimia, katalis adalah zat yang ditambahkan untuk mempercepat laju reaksi tanpa itu sendiri dikonsumsi dalam proses. Katalis sering ditambahkan dalam jumlah kecil dibandingkan dengan reaktan dan dapat digunakan kembali secara berurutan dalam batch mendatang. Katalis homogen adalah salah satu yang merupakan bagian dari fase yang sama dengan reaktan – apakah padat, cair atau gas – selama reaksi. Seringkali, komponen dari fase yang berbeda dalam keadaan murni tetapi dilarutkan dalam pelarut yang sama. Berdasarkan definisi ini, bahkan gas yang bereaksi dengan cairan dengan adanya katalis yang biasanya padat adalah homogen jika ketiganya larut pada saat itu.
Sebagian besar katalisis industri menggunakan katalis heterogen. Dalam katalisis heterogen, ada dua atau lebih fase reaksi, dan sering kali melibatkan komponen cair atau gas yang terpapar komponen katalitik padat yang melekat pada substrat pembawa untuk kemudahan dan untuk mencegah kehilangan. Ini mungkin karena katalis mahal, termasuk komponen logam mulia. Untuk meningkatkan efisiensi, luas permukaan dapat dimaksimalkan dengan pemisahan katalis. Salah satu contohnya adalah catalytic converter yang ditemukan di sebagian besar mobil.
Penggunaan katalis homogen dalam kimia kompleks menjadi perhatian khusus, sebagian karena penggunaan kompleks organologam yang baru. Aplikasi awal senyawa organomagnesium dan organolithium sebagian besar sebagai bahan reaksi, bukan sebagai katalis. Senyawa seperti itu tidak stabil; penggunaannya diperlukan melarutkannya dalam pelarut berbahaya seperti eter atau tetrahidrofuran (THF). Menggabungkan ini dengan reaktan cair lainnya menempatkan reaksi tersebut, menurut definisi, dalam kategori homogen.
Saat ini, ada jauh lebih banyak senyawa organologam yang dikenal. Beberapa di antaranya dapat ditempatkan dalam kategori katalis homogen. Mereka seringkali lebih stabil dan lebih mudah ditangani. Jenis senyawa ini memberikan cakupan penggunaan yang lebih luas dan sering digunakan sebagai katalis homogen, bukan sebagai reaktan.
Beberapa reagen baru berguna dalam reaksi polimerisasi. Lainnya sangat cocok untuk pembuatan farmasi karena kemampuannya untuk memberikan kiral. Ini mengacu pada kemampuan untuk mengontrol desain struktural begitu dekat sehingga cahaya terpolarisasi hanya berputar satu arah.
Aplikasi yang paling penting adalah upaya meniru dunia tumbuhan melalui fotosintesis buatan. Ini tidak menjadi bingung penggunaan lain dari istilah: pemisahan air menjadi hidrogen untuk produksi bahan bakar. Sebaliknya, fotosintesis buatan dalam hal ini mengacu pada konversi karbon dioksida dan air menjadi karbohidrat dan oksigen. Selama beberapa tahun, katalis organologam telah dipelajari dengan mempertimbangkan fotosintesis buatan.