Reaksi katalitik memiliki empat karakteristik dasar yang dapat diturunkan menurut definisi dan penting untuk memahami fungsi katalis.
1. Katalis hanya dapat mempercepat reaksi yang dapat dilakukan secara termodinamik. Ketika katalis reaksi kimia baru dibutuhkan, langkah pertama adalah melakukan analisis termodinamik terhadap reaksi tersebut untuk melihat apakah reaksi tersebut layak secara termodinamik.
2. Katalis hanya dapat mempercepat reaksi menuju kesetimbangan, dan tidak dapat mengubah posisi kesetimbangan (konstanta kesetimbangan) reaksi.
3. Katalis mempunyai selektivitas terhadap reaksi, apabila reaksi mempunyai lebih dari satu arah yang berbeda, maka katalis hanya akan mempercepat salah satunya saja, sehingga laju reaksi dan selektivitas menjadi satu.
4. Umur katalis. Katalis dapat mengubah laju reaksi kimia, dan idealnya katalis tidak berubah akibat reaksi tersebut. Namun, dalam proses reaksi yang sebenarnya, katalis akan mengalami pemanasan dan reaksi kimia jangka panjang, dan beberapa perubahan fisik dan kimia yang tidak dapat diubah juga akan terjadi.
Menurut definisi dan karakterisasi katalis, ada tiga indikator katalis yang penting: aktivitas, selektivitas, dan stabilitas.