Heterogēni katalizatori, kas pazīstami arī kā heterogēni katalizatori, tiek izmantoti reakcijās, kurās iesaistītas dažādas fāzes, kas nozīmē, ka reaģenti un katalizatori ir dažādos stāvokļos. Piemēram, margarīna ražošanā cietais niķelis (katalizators) var pārvērst nepiesātināto augu eļļu un ūdeņradi piesātinātos taukos. Cietais niķelis ir neviendabīgs katalizators, un tā katalizētie reaģenti ir šķidri (augu eļļa) un gāzveida (ūdeņradis). Vienkārša neviendabīga katalītiskā reakcija ietver reaģentu (vai substrātu) adsorbciju uz katalizatora virsmas, saišu pārraušanu reaģentos, kā rezultātā veidojas jaunas saites, un produktu atdalīšanu no reakcijas vietām vājo saišu dēļ starp produktiem un katalizatoru. Ir zināmas daudzas dažādas katalizatora virsmu struktūras ar adsorbciju un reakciju.
Biokatalizatori ir organiski savienojumi (galvenokārt olbaltumvielas, bet nelielam RNS daudzumam ir arī biokatalītiska funkcija), ko ražo augi, dzīvnieki un mikroorganismi, kas agrāk bija zināmi kā fermenti. Fermentatīvā katalīze arī uzrāda selektivitāti. Piemēram, ciete. Fermenti katalizē cietes hidrolīzi par dekstrīnu un maltozi, un proteāzes katalizē proteīnu hidrolīzi par peptīdiem utt. Dzīvie organismi izmanto fermentus, lai paātrinātu ķīmiskās reakcijas savā ķermenī. Bez fermentiem daudzas ķīmiskās reakcijas noritētu ļoti lēni, apgrūtinot dzīvības uzturēšanu. Fermenti darbojas optimāli pie aptuveni 37 grādiem (cilvēka ķermeņa temperatūra). Ja temperatūra pārsniedz 50 vai 60 grādus, fermenti tiek iznīcināti un pārstāj darboties. Tāpēc bioloģiskie mazgāšanas līdzekļi, kas izmanto enzīmus, lai sadalītu traipus uz apģērba, ir visefektīvākie, ja tos lieto zemā temperatūrā. Fermentiem ir ievērojams pielietojums fizioloģijā, medicīnā, lauksaimniecībā un rūpniecībā. Pašlaik fermentu preparātu pielietošana kļūst arvien izplatītāka.
