La catalisi è un fenomeno chimico attraverso il quale la velocità di una reazione chimica viene cambiata drasticamente per l'intervento di una sostanza, detta catalizzatore, che non viene consumata dal procedere della reazione stessa. Il termine deriva dal verbo greco καταλύειν (rompere).

Il principio generale della catalisi consiste nella variazione del meccanismo di reazione, e quindi dei vari salti di energia di attivazione che i reagenti devono compiere per arrivare ai prodotti. L'effetto della catalisi è cinetico, e non termodinamico: agisce sugli stadi intermedi di una reazione, ma non ne modifica gli stati finali. Questo significa che la catalisi non influisce sulla possibilità o meno che una reazione ha di svolgersi.

Nella stragrande maggioranza dei casi, la catalisi porta all'aumento della velocità di reazione, ma ci sono anche casi in cui l'intervento di un catalizzatore abbassa la velocità (catalisi negativa).

In base allo stato in cui si trova il catalizzatore nell'ambiente di reazione si hanno due tipi di catalisi: catalisi omogenea se il catalizzatore è disciolto nel mezzo di reazione e catalisi eterogenea se il catalizzatore è ad esempio un solido finemente disperso in un ambiente di reazione fluido.

Con il termine catalisi si intende anche una branca della chimica, afferente in particolare alla chimica industriale, che studia sintesi, caratterizzazione, design e messa a punto di molecole adatte a coprire il ruolo di catalizzatori per il miglioramento o anche la messa in atto stessa delle più svariate reazioni.