V kemiji je katalizator snov, ki se doda za pospešitev hitrosti reakcije, ne da bi se sama porabila v procesu. Katalizator se pogosto doda v majhni količini v primerjavi z reaktanti in se lahko zaporedoma ponovno uporabi v prihodnjih serijah. Homogeni katalizator je tisti, ki je med reakcijo del iste faze kot reaktanti – bodisi trdni, tekoči ali plinasti. Pogosto so komponente različnih faz v čistem stanju, vendar so raztopljene v skupnem topilu. Po tej definiciji je celo plin, ki reagira s tekočino v prisotnosti navadno trdnega katalizatorja, homogen, če so vsi trije raztopljeni.
Večina industrijske katalize uporablja heterogene katalizatorje. Pri heterogeni katalizi sta v reakciji dve ali več faz in pogosto vključuje tekočo ali plinasto komponento, ki je izpostavljena trdni katalitični komponenti, pritrjeni na nosilni substrat zaradi udobja in preprečevanja izgube. To je lahko zato, ker je katalizator drag, vključno s komponento plemenitih kovin. Za povečanje učinkovitosti se lahko površina poveča s katalizatorjem, ki se zelo dokončno razdeli. En primer je katalizator, ki ga najdemo v večini avtomobilov.
Uporaba homogenega katalizatorja v kompleksni kemiji je posebnega pomena, deloma zaradi nove uporabe organokovinskih kompleksov. Zgodnje uporabe organomagnezijevih in organolitijevih spojin so bile večinoma kot reakcijske sestavine in ne kot katalizatorji. Takšne spojine so bile nestabilne; njihova uporaba je zahtevala raztapljanje v nevarnih topilih, kot sta eter ali tetrahidrofuran (THF). Kombinacija teh z drugimi tekočimi reaktanti je te reakcije po definiciji uvrstila v homogeno kategorijo.
Danes je znanih veliko več organokovinskih spojin. Nekatere od njih lahko uvrstimo v kategorijo homogenih katalizatorjev. Pogosto so bolj stabilni in jih je lažje upravljati. Ta vrsta spojine ponuja širši obseg uporabe in se pogosto uporablja kot homogen katalizator in ne kot reaktant.
Nekateri novi reagenti so uporabni v reakcijah polimerizacije. Drugi so zelo primerni za farmacevtsko proizvodnjo zaradi svoje sposobnosti, da dajejo kiralnost. To se nanaša na zmožnost nadzora konstrukcije tako tesno, da se polarizirana svetloba vrti samo v eno smer.
Najbolj omembe vredna uporaba je poskus posnemanja rastlinskega sveta z umetno fotosintezo. Tega ne smemo zamenjati z drugo uporabo izraza: delitev vode v vodik za proizvodnjo goriva. Namesto tega se umetna fotosinteza v tem primeru nanaša na pretvorbo ogljikovega dioksida in vode v ogljikove hidrate in kisik. Že nekaj let so organokovinske katalizatorje preučevali z mislijo na umetno fotosintezo.