Η τεχνολογία κατάλυσης χρησιμεύει ως βασικός πυλώνας στη σύγχρονη χημική βιομηχανία, τη μετατροπή ενέργειας και την περιβαλλοντική διακυβέρνηση. Ως λειτουργικός πυρήνας των καταλυτών, οι ενεργές θέσεις είναι οι μικροθέσεις όπου λαμβάνουν χώρα όλες οι καταλυτικές αντιδράσεις, που διέπουν άμεσα τη δραστηριότητα, την επιλεκτικότητα και τη σταθερότητα του καταλύτη. Ο χύδην φορέας και το πλαίσιο ενός καταλύτη μετά βίας συμμετέχουν σε χημικές αντιδράσεις. υποστηρίζουν κυρίως ενεργά συστατικά, διασπείρουν μεταλλικά σωματίδια και διευκολύνουν τη μεταφορά μάζας. Μόνο συγκεκριμένες μικροπεριοχές στην επιφάνεια ή στο εσωτερικό των καναλιών πόρων μπορούν να ενεργοποιήσουν τα αντιδρώντα και να ανακατασκευάσουν χημικούς δεσμούς και αυτές οι κρίσιμες περιοχές ορίζονται ως ενεργές θέσεις.
Οι ενεργές θέσεις είναι οι μόνες λειτουργικές ζώνες που οδηγούν τις καταλυτικές αντιδράσεις. Η μοναδική επιφανειακή τους δομή και η ηλεκτρονική τους κατάσταση μειώνουν την ενέργεια ενεργοποίησης των χημικών αντιδράσεων, επιτρέποντας στις σκληρές--αντιδράσεις να προχωρήσουν κάτω από ήπιες συνθήκες λειτουργίας. Ο καταλυτικός κύκλος επαναλαμβάνεται συνεχώς: πρώτον, οι ενεργές θέσεις προσροφούν τα μόρια των αντιδραστηρίων και εξασθενούν τους εσωτερικούς χημικούς δεσμούς. Στη συνέχεια σπάνε παλιούς δεσμούς και σχηματίζουν νέους για να δημιουργήσουν προϊόντα-στόχους. Τέλος, τα προϊόντα εκροφούνται από τις θέσεις, αποκαθιστώντας την αρχική δομή των ενεργών θέσεων για τους επόμενους κύκλους αντίδρασης.
Διαφορετικοί καταλύτες διαθέτουν διακριτές ενεργές θέσεις. Για τους μεταλλικούς καταλύτες, οι ενεργές θέσεις είναι ως επί το πλείστον άτομα ακμών και γωνιών σε μεταλλικά σωματίδια, που εφαρμόζονται ευρέως σε αντιδράσεις υδρογόνωσης και αναμόρφωσης. Οι καταλύτες στερεού οξέος, όπως τα μοριακά κόσκινα, βασίζονται σε όξινες θέσεις για να σπάσουν το βαρύ λάδι και να ισομερίσουν τους υδρογονάνθρακες. Οι καταλύτες οξειδίων και θειούχων επικεντρώνονται σε ελαττωματικές θέσεις και θέσεις διεπαφής, που χρησιμοποιούνται συνήθως για την αποθείωση και την απονιτροποίηση των καυσαερίων στην προστασία του περιβάλλοντος.
Η απόδοση του καταλύτη καθορίζεται πλήρως από την κατάσταση των ενεργών τοποθεσιών. Η ποσότητα των ενεργών θέσεων ελέγχει την αποτελεσματικότητα μετατροπής της αντίδρασης, ενώ η ισχύς της τοποθεσίας ρυθμίζει την επιλεκτικότητα για την παραγωγή καθορισμένων προϊόντων-στόχων. Κατά τη βιομηχανική λειτουργία, η κάλυψη εναπόθεσης άνθρακα, η δηλητηρίαση από ακαθαρσίες, η πυροσυσσωμάτωση σε υψηλές{{2} θερμοκρασίες και οι δομικές βλάβες θα απενεργοποιήσουν τις ενεργές τοποθεσίες, γεγονός που οδηγεί ουσιαστικά στην πτώση και την αστοχία των καταλυτών.
Ο βασικός στόχος της τρέχουσας έρευνας και ανάπτυξης καταλυτών είναι η προσαρμογή της ποσότητας, της δομής και του μικροπεριβάλλοντος των ενεργών περιοχών μέσω επιστημονικών μεθόδων προετοιμασίας. Αυτό παράγει καταλυτικά υλικά με υψηλότερη δραστηριότητα, ανώτερη επιλεκτικότητα και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, πραγματοποιώντας βιομηχανικές αντιδράσεις υψηλής-απόδοσης, φιλικές προς το περιβάλλον και οικονομικές{3}}.