在催化剂作用下进行的化学反应称为催化反应。化学反应中，反应分子原有的某些化学键，必须解离并形成新的化学键，这需要一定的活化能。在某些难以发生化学反应的体系中，加入有助于反应分子化学键重排的第三种物质（催化剂）其作用可降低反应的活化能，因而能加速化学反应和控制产物的选择性及立体规整性。其特点是，一种催化剂只能选择性地加速特定的反应，从而可能使化学反应朝着几个热力学可能的方向之一进行。催化剂与反应物处于同一相的称均相催化反应，处于不同相者称异相催化反应（或多相催化反应）。

气固催化反应的完成包括以下步骤：反应物自气流的主体穿过催化剂外表面上的气膜扩散到催化剂颗粒外表面，反应物自外表面向孔内表面扩散，在内表面上吸附成表面物种，表面物种反应形成吸附态产物，吸附态产物脱附，吸附态产物进入气流主体。其中的吸附、脱附和表面反应是与孔内的扩散同时进行的。吸附是气固催化反应过程必经的基元步骤，欲了解气固催化反应机理，首先要了解吸脱附作用。

固体表面和体相内部是有一定差别的，不仅是在结构和化学组成上，就是原子间的相互作用力也是有差别的。体相内原子间相互作用达到平衡，形成内聚力；而表面上的原子力场处于不饱和状态，具有表面能。任何表面都有自发降低表面能的倾向，但在普通的温度下，固体表面上的原子或分子是不能自由移动的，不会像液体那样通过收缩来降低表面能，只有靠降低界面张力，即通过吸附某些外来分子以降低表面能，这就是固体表面具有吸附作用的根本原因。吸附的终点应该是达到热力学平衡态。吸附的逆过程是解吸（脱附），吸附过程中往往同时存在着吸附与解吸，所以吸附平衡实际上是动态平衡。(www.daowen.com)

化学反应必然伴随一定的热效应。若为放热反应，反应热释放在催化剂表面上；若为吸热反应，自催化剂表面吸收热量。由此造成催化剂表面与流体主体之间的温度差。