Katalyysiteknologia toimii peruspilarina nykyaikaisessa kemianteollisuudessa, energian muuntamisessa ja ympäristöhallinnossa. Katalyyttien toiminnallisena ytimenä aktiiviset kohdat ovat mikropaikkoja, joissa kaikki katalyyttiset reaktiot tapahtuvat, säätelevät suoraan katalyytin aktiivisuutta, selektiivisyyttä ja stabiilisuutta. Irtolastialusta ja katalyytin runko osallistuvat tuskin kemiallisiin reaktioihin; ne tukevat pääasiassa aktiivisia komponentteja, hajottavat metallihiukkasia ja helpottavat massan siirtoa. Vain tietyt mikroalueet pinnalla tai huokoskanavien sisällä voivat aktivoida lähtöaineita ja rekonstruoida kemiallisia sidoksia, ja nämä kriittiset alueet määritellään aktiivisiksi alueiksi.
Aktiiviset kohdat ovat ainoita toiminnallisia vyöhykkeitä, jotka ohjaavat katalyyttisiä reaktioita. Niiden ainutlaatuinen pintarakenne ja elektroninen tila alentavat kemiallisten reaktioiden aktivointienergiaa, mikä mahdollistaa vaikeasti--laukaisevien reaktioiden edetmisen lievissä käyttöolosuhteissa. Katalyyttinen sykli toistuu jatkuvasti: ensinnäkin aktiiviset kohdat adsorboivat reagoivia molekyylejä ja heikentävät sisäisiä kemiallisia sidoksia; sitten ne katkaisevat vanhat siteet ja muodostavat uusia luodakseen kohdetuotteita; Lopuksi tuotteet desorboituvat kohdista palauttaen aktiivisten kohtien alkuperäisen rakenteen myöhempiä reaktiojaksoja varten.
Eri katalyyteissä on erilliset aktiiviset kohdat. Metallikatalyyteissä aktiiviset kohdat ovat enimmäkseen metallihiukkasten reuna- ja kulmaatomeja, joita käytetään laajalti hydraus- ja reformointireaktioissa. Kiinteät happokatalyytit, kuten molekyyliseulat, luottavat happokohtiin raskasöljyn murtamiseen ja hiilivetyjen isomerointiin. Oksidi- ja sulfidikatalyytit keskittyvät avoimiin vikapaikkoihin ja rajapintoihin, joita käytetään yleisesti savukaasujen rikinpoistoon ja denitrifikaatioon ympäristönsuojelussa.
Katalyytin suorituskyky määräytyy täysin aktiivisten paikkojen tilan mukaan. Aktiivisten kohtien määrä säätelee reaktion konversiotehokkuutta, kun taas paikan vahvuus säätelee selektiivisyyttä määrättyjen kohdetuotteiden tuottamiseksi. Teollisen toiminnan aikana hiilikerrostuman peitto, epäpuhtausmyrkytys, korkean lämpötilan sintrautuminen ja rakennevauriot deaktivoivat aktiiviset kohdat, mikä johtaa pohjimmiltaan katalyyttien heikkenemiseen ja epäonnistumiseen.
Nykyisen katalyyttitutkimuksen ja -kehityksen ydintavoitteena on aktiivisten kohteiden määrän, rakenteen ja mikroympäristön sopeuttaminen tieteellisin valmistelumenetelmin. Tämä tuottaa katalyyttisiä materiaaleja, joilla on korkeampi aktiivisuus, erinomainen selektiivisyys ja pidempi käyttöikä, mikä mahdollistaa korkean-tehokkuuden, ympäristöystävällisen-ja kustannustehokkaan-teollisen reaktion.