Tehnologija katalize služi kot osrednji steber sodobne kemične industrije, pretvorbe energije in okoljskega upravljanja. Kot funkcionalno jedro katalizatorjev so aktivna mesta mikro lokacije, kjer potekajo vse katalitične reakcije, ki neposredno urejajo aktivnost, selektivnost in stabilnost katalizatorja. Nosilec za razsuti tovor in ogrodje katalizatorja komajda sodelujeta v kemičnih reakcijah; podpirajo predvsem aktivne komponente, razpršijo kovinske delce in olajšajo prenos mase. Samo specifične mikro regije na površini ali v kanalih por lahko aktivirajo reaktante in rekonstruirajo kemične vezi, te kritične regije pa so opredeljene kot aktivna mesta.
Aktivna mesta so edina funkcionalna območja, ki poganjajo katalitične reakcije. Njihova edinstvena površinska struktura in elektronsko stanje znižujeta aktivacijsko energijo kemičnih reakcij, kar omogoča, da reakcije, ki jih je težko{1}}{2}}sprožiti, potekajo v blagih pogojih delovanja. Katalitski cikel se nenehno ponavlja: najprej aktivna mesta adsorbirajo reaktantne molekule in oslabijo notranje kemične vezi; nato prekinejo stare vezi in oblikujejo nove, da ustvarijo ciljne izdelke; končno se produkti desorbirajo z mest in obnovijo prvotno strukturo aktivnih mest za nadaljnje reakcijske cikle.
Različni katalizatorji imajo različna aktivna mesta. Pri kovinskih katalizatorjih so aktivna mesta večinoma robni in kotni atomi na kovinskih delcih, ki se pogosto uporabljajo v reakcijah hidrogeniranja in reformiranja. Trdni kisli katalizatorji, kot so molekularna sita, se za razbijanje težkega olja in izomerizacijo ogljikovodikov zanašajo na kislinska mesta. Oksidni in sulfidni katalizatorji se osredotočajo na prazna mesta napak in vmesnike, ki se običajno uporabljajo za razžveplanje in denitrifikacijo dimnih plinov pri varstvu okolja.
Delovanje katalizatorja je v celoti odvisno od statusa aktivnih mest. Količina aktivnih mest nadzoruje učinkovitost pretvorbe reakcije, medtem ko moč mesta uravnava selektivnost za proizvodnjo določenih ciljnih produktov. Med industrijskim delovanjem bodo pokritost z odlaganjem ogljika, zastrupitev z nečistočami, visoko-temperaturno sintranje in strukturne poškodbe deaktivirale aktivna mesta, kar v bistvu vodi v upad in odpoved katalizatorjev.
Glavni cilj trenutnih raziskav in razvoja katalizatorjev je prilagoditi količino, strukturo in mikrookolje aktivnih mest z znanstvenimi metodami priprave. To proizvaja katalitske materiale z višjo aktivnostjo, vrhunsko selektivnostjo in daljšo življenjsko dobo, kar uresničuje visoko-učinkovite, okolju-prijazne in stroškovno-učinkovite industrijske reakcije.