Heterogeenseid katalüsaatoreid, tuntud ka kui heterogeensed katalüsaatorid, kasutatakse reaktsioonides, mis hõlmavad erinevaid faase, mis tähendab, et reagendid ja katalüsaatorid on erinevates olekutes. Näiteks margariini tootmisel võib tahke nikkel (katalüsaator) muuta küllastumata taimeõli ja vesiniku küllastunud rasvaks. Tahke nikkel on heterogeenne katalüsaator ja selle katalüüsitavad reagendid on vedelad (taimeõli) ja gaasilised (vesinik). Lihtne heterogeenne katalüütiline reaktsioon hõlmab reagentide (või substraatide) adsorptsiooni katalüsaatori pinnale, sidemete katkemist reagentides, mis viib uute sidemete moodustumiseni, ja produktide eraldumist reaktsioonikohtadest toodete ja katalüsaatori vaheliste nõrkade sidemete tõttu. Adsorptsiooni ja reaktsiooni kohta on teada palju erinevaid katalüsaatoripindade struktuure.
Biokatalüsaatorid on taimede, loomade ja mikroorganismide poolt toodetud orgaanilised ühendid (peamiselt valgud, kuid vähesel hulgal RNA-l on ka biokatalüütiline funktsioon), mida varem nimetati ensüümidena. Ensümaatiline katalüüs näitab samuti selektiivsust. Näiteks tärklis. Ensüümid katalüüsivad tärklise hüdrolüüsi dekstriiniks ja maltoosiks ning proteaasid katalüüsivad valkude hüdrolüüsi peptiidideks jne. Elusorganismid kasutavad ensüüme, et kiirendada oma kehas toimuvaid keemilisi reaktsioone. Ilma ensüümideta kulgeksid paljud keemilised reaktsioonid väga aeglaselt, muutes elu säilitamise keeruliseks. Ensüümid toimivad optimaalselt umbes 37 kraadi juures (inimese kehatemperatuur). Kui temperatuur ületab 50 kraadi või 60 kraadi, ensüümid hävivad ja lakkavad toimimast. Seetõttu on bioloogilised pesuvahendid, mis kasutavad ensüüme riietel plekkide lagundamiseks, kõige tõhusamad, kui neid kasutatakse madalatel temperatuuridel. Ensüüme on füsioloogias, meditsiinis, põllumajanduses ja tööstuses märkimisväärsed rakendused. Praegu on ensüümpreparaatide kasutamine üha laialdasemalt levimas.
