发生于存在两相的体系之中，反应在两相的界面处发生，界面是两相相遇之处，液-固和气-固界面特别重要。这是因为固体表面能给处沉淀和担载催化物质的地方。而且在担载的情况下，可以保证催化物质不被洗掉和在生成的产物流中丢失。催化剂常常是和高表面固体接触的小颗粒活性物质。

但是，对固体表面之所以感兴趣，并非单是由于两相相遇，还有它可以提供放置活性物质的的位置。固体表面内在地和其余部分不同：表面上的键不同于体相中的，本来应该希望表面的化学是一直的，但在某些情况下，表面原子却不能和体相的原子一样，以相同的方式简单地满足其成键的要求。常常会以别的方式，相互之间或者和外来原子满足成键的需要进行反应。所以说，多相催化中固体催化剂实质上是一种表面功能化的材料。