Силы, вызывающие связь частиц, образующих твердые тела, остаются не насыщенными на их поверхности. Для большинства твердых тел — металлов, ковалентных и ионных кристаллов, полимеров и др.— эти силы имеют химическую природу, т.е. связаны с межатомным взаимодействием электронов. В результате на поверхности твердых тел становится возможным химическое связывание других веществ из газовой фазы или растворов. Это явление, называемое химической адсорбцией или хемосорбцией.
В гетерогенном катализе возникновение нового, более легкого реакционного пути обусловлено промежуточным химическим взаимодействием реактантов с поверхностью твердых катализаторов, т.е. явлениями хемосорбции.
Химическое взаимодействие при хемосорбции может быть связано с образованием электронной пары из неспаренных электронов адсорбента и адсорбата.
Согласно определению хемосорбция протекает на поверхности твердого тела. В ряде случаев, однако, наряду с поверхностным химическим взаимодействием происходит и проникновение сорбируемого вещества в объем, т.е. абсорбция. Для металлов сорбируемое количество часто превышает растворимость сорбируемого вещества в объеме массивного металла.