Основную роль в процессах гетерогенного катализа играет взаимодействие реактантов с поверхностью твердых катализаторов. Определенные взаимодействия всегда имеют место на поверхности раздела фаз твердого тела с газом или жидкостью и приводят к увеличению концентраций отдельных веществ на этой поверхности по сравнению с концентрацией в объеме газовой или жидкой фазы. Это явление получило название адсорбции.
Можно выделить достаточно отчетливо две группы, вызываемые преимущественно взаимодействиями физической или химической природы. Первая группа — физическая, или вандерваальсова, адсорбция — вызывается теми же силами, что и молекулярное взаимодействие, т.е. силами взаимодействия постоянных и индуцированных диполей. По природе сил взаимодействия, а следовательно, и по величине теплового эффекта явления физической адсорбции близки к явлению конденсации газов и паров. Вторая группа — химическая адсорбция или хемосорбция — вызывается силами, возникающими в результате перераспределения электронов между адсорбируемым веществом (адсорбатом) и твердым телом (адсорбентом), т.е. образованием химических связей. В соответствии с этим хемосорбцию можно определить как химическое взаимодействие газов или растворенных веществ с поверхностью твердых тел, не приводящее к образованию новой объемной фазы.