Đối với phản ứng xúc tác dị thể xảy ra trên bề mặt chất xúc tác rắn, bất kỳ kiểu hấp phụ nào cũng có vai trò nhất định. Tuy nhiên, tương tác giữa chất xúc tác với các tác chất có bản chất hoá học, cho nên hấp phụ hoá học có vai trò quyết định.
C C
tác trực tiếp giữa các phân tử tác chất trong hệ với bề mặt chất xúc tác mà còn có thể thông qua hình thức trung gian là hấp phụ vật lý. Hấp phụ vật lý, tuy không đóng vai trò quyết định trong tiến trình của phản ứng xúc tác dị thể nhưng lại là phương tiện rất quan trọng để xác định nhiều tính chất đặc trưng của chất xúc tác. Cũng chính nhờ hấp phụ vật lý ít phụ thuộc vào thành phần hoá học của bề mặt chất xúc tác cho nên có thể sử dụng nó như là phương tiện để xác định đại lượng bề mặt chất xúc tác, hình dáng và kích thước các tiểu phân tạo nên các hạt xúc tác, hình dáng và kích thước các lỗ xốp và nhiều đại lượng đặc trưng khác của chất xúc tác, chất mang xúc tác. Trên bề mặt vật rắn, một phần những lực gây ra liên kết giữa các tiểu phân không được bão hoà. Đối với đa số các chất rắn là kim loại, tinh thể cộng hoá trị và ion, các polime… (trừ các tinh thể phân tử), những lực đó đều có bản chất hoá học, nghĩa là đều bằt nguồn từ tương tác của các điện tử giữa các nguyên tử. Những tương tác đó dẫn đến hiện tượng hấp phụ hoá học. Tương tác trong hấp phụ hoá học có thể liên quan tới sự hình thành cặp điện tử từ những điện tử không ghép đôi của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ, sự dịch chuyển điện tử giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ dẫn đến sự hình thành ion, sự dịch chuyển những cặp điện tử không chia tách hoặc những chuyển dịch khác (ví dụ chuyển dịch proton) tuỳ thuộc vào tính chất hoá học của vật rắn và của chất bị hấp phụ. Về nguyên tắc, hấp phụ hoá học chỉ xảy ra trên bề mặt vật rắn. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, bên cạnh tương tác hoá học bề mặt, cũng có thể xảy ra sự thâm nhập chất bị hấp phụ vào bên trong thể tích vật rắn, nghĩa là xảy ra hiện tượng hấp thụ.
Đối với một số kim loại, lượng chất bị hấp phụ có thể cao hơn độ hoà tan của chất đó trong khối kim loại. Có thể, trong trường hợp đó, xảy ra hiện tượng có tính chất trung gian giữa hấp phụ hoá học và hấp thu tăng cường tại lớp gần bề mặt do những thay đổi các thông số tinh thể học và những tính chất khác tại đó. Vì hấp phụ hoá học được gây ra bởi các lực hoá học, cho nên tác động của các lực đó giảm nhanh với khoảng cách và do đó, sự di chuyển của các tiểu phân bị hấp phụ trên bề mặt đòi hỏi phải vượt qua một hàng rào năng lượng nhất định. Và như vậy, chúng cần được coi như những tiểu phân định vị trên những phần bề mặt xác định. Sự di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác chỉ có thể xảy ra nếu nhiệt hấp phụ rất nhỏ hoặc
ở nhiệt độ cao. Khi giảm áp suất hoặc tăng nhiệt độ sẽ xảy ra hiện tượng giải hấp chất bị hấp phụ (đây là quá trình giải phóng các chất bị hấp phụ ra khỏi chất hấp phụ). Nếu khi giải hấp, chất bị hấp phụ được giải phóng ở dạng như ban đầu trước khi hấp phụ thì quá trình hấp phụ (vật lý hoặc hoá học) đó được coi là thuận nghịch. Nếu liên kết giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ tương đối bền, quá trình giải hấp có thể dẫn đến sự giải phóng vào hệ những nguyên tử chất hấp phụ gắn kết với chất bị hấp phụ. Những quá trình như vậy được gọi là hấp phụ hoá học không thuận nghịch.