A katalitikus reakcióknak négy alapvető jellemzője van, amelyek definíció szerint származtathatók, és fontosak a katalizátorok működésének megértéséhez.
1. A katalizátorok csak termodinamikailag végrehajtható reakciókat képesek felgyorsítani. Ha új kémiai reakciókatalizátorra van szükség, az első lépés a reakció termodinamikai elemzése, hogy kiderüljön, termodinamikailag megvalósítható-e.
2. A katalizátor a reakciót csak egyensúlyba tudja gyorsítani, a reakció egyensúlyi helyzetét (egyensúlyi állandóját) nem tudja megváltoztatni.
3. A katalizátor szelektivitással rendelkezik a reakcióra, ha a reakciónak több iránya is lehet, a katalizátor csak az egyiket gyorsítja, és a reakció sebessége és szelektivitása egységes.
4. A katalizátor élettartama. A katalizátorok megváltoztathatják a kémiai reakciók sebességét, és ideális esetben a katalizátort nem változtatja meg a reakció. A tényleges reakciófolyamatban azonban a katalizátor hosszú távú melegítésnek és kémiai reakcióknak lesz kitéve, és néhány visszafordíthatatlan fizikai és kémiai változás is bekövetkezik.
A katalizátorok definíciója és jellemzése szerint három fontos katalizátormutatót különböztetünk meg: az aktivitást, a szelektivitást és a stabilitást.