I catalizzatori eterogenei sono quelli che operano in una fase diversa dai reagenti o reagenti in chimica, dove una qualsiasi sostanza esercita un'interazione con un'altra in una reazione chimica che porta ad altre sostanze proprietà, caratteristiche e distribuzione diversa, denominati prodotti reazione o assolutamente prodotti. La stragrande maggioranza dei catalizzatori eterogenei pratici sono solidi, ma la maggior parte dei reagenti sono gas o liquidi.
In quest'area sono noti diversi meccanismi di reazione sulle superfici, a seconda di come si svolgono i processi di attrazione di molecole o ioni di una sostanza sulla superficie di Langmuir-Hinshelwood, Eley-Rideal e Mars-van Krevelen.
Nell'area della superficie totale del solido si ha un risultato che è di importanza nella velocità di reazione che indica qual è la dimensione delle particelle più piccola del catalizzatore, maggiore è la parte esterna di un corpo che funge da limitazione con l'esterno per un data massa di particelle. Ad esempio, nel processo di reazione dell'azoto sono molecole diatoniche mononucleari formate da due atomi di azoto e l'idrogeno è composto da due atomi di azoto a temperatura ambiente è un gas infiammabile, incolore e inodore che sono gassosi per produrre ammoniaca, il ferro finemente suddiviso funge da catalizzatore per la sintesi dell'ammoniaca che è un composto chimico la cui molecola è costituita da unatomo di azoto (N) e tre atomi di idrogeno (H) secondo la formula NH3.
I gas reagenti che trattengono una superficie tra le molecole nei siti attivi delle particelle di ferro, una volta assorbiti, i legami all'interno delle molecole reagenti soffrono e nuovi legami si integrano tra i frammenti generati, in parte ragionevoli alla loro vicinanza.
