Energia de ativação é a quantidade mínima de energia necessária para uma reação química avançar. Quanto maior a energia de ativação, mais lenta a velocidade da reação. No entanto, adicionar calor à reação aumentará a valocidade, uma vez que faz com que as moléculas se movam mais rapidamente e aumenta a probabilidade de as moléculas colidirem. A colisão e quebra de ligações representa a fase ascendente de uma reação e gera o estado de transição. O estado de transição é um estado instável de alta energia dos reagentes. A formação de novas ligações químicas e produtos finais, e a libertação de energia livre é a fase descendente da reação. Catalisadores aumentam a velocidade da reação reduzindo a energia de ativação. Por exemplo, na biologia, enzimas que metabolizam açúcar e gorduras aumentam a velocidade a que a sua decomposição acontece e, ao mesmo tempo, impedem a superprodução de energia livre que de outra forma desnaturaria proteínas na célula.

Catalisadores

Um catalisador é uma substância que aumenta a velocidade da reação ao diminuir a energia de ativação, e no processo, regenera-se. Um catalisador fornece uma via ou mecanismo alternativo para que a reação ocorra e acelera as reações para frente e para trás. Na biologia, enzimas são exemplos de catalisadores porque diminuem a energia de ativação necessária para reações no metabolismo celular.

Por exemplo, os humanos metabolizam açúcar e gordura para energia. Enzimas são vitais para os seres humanos para quebrarem essas moléculas, porque se a energia térmica fosse usada por si só, a energia livre libertada na forma de calor faria com que as proteínas da célula desnaturassem. Além disso, a energia térmica catalisaria todas as reações de forma não específica. No entanto, as enzimas só se ligam a reagentes químicos específicos, chamados substratos, e diminuem a sua energia de ativação para catalisar reações celulares seletivas.