Eisen, Titan, Vanadium, Nickel, Platin und Palladium sind Beispiele für Übergangsmetallkatalysatoren. Übergangsmetalle und ihre Verbindungen wirken als Katalysatoren, da ihre elektronische Konfiguration es ihnen ermöglicht, vorübergehend Elektronen mit reagierenden Spezies auszutauschen.
Die Übergangsmetalle sind die Metalle im mittleren Abschnitt des Periodensystems, dem sogenannten d-Block. Sowohl Übergangsmetalle als auch d-Block-Elemente beziehen sich in der Tabelle auf dieselbe Kategorie, Elemente, die teilweise gefüllte d-Orbitale als Valenzschalen haben. Übergangsmetalle können weiter in Sorten der ersten, zweiten und dritten Reihe unterteilt werden.
Oxidations-Reduktions-Reaktionen erfordern, dass ein Molekül Elektronen verliert und ein anderes Elektronen aufnimmt. Viele Oxidations-Reduktions-Reaktionen laufen ohne Katalysatoren sehr langsam ab, da die Wahrscheinlichkeit, dass eine oxidative Spezies auf eine reduzierende Spezies trifft, um Elektronen auszutauschen, sehr gering ist. Die äußeren Elektronen der d-Schale von Übergangsmetallkatalysatoren gehen leicht verloren und werden gewonnen. Sie können den Spezies, die sich einer Reduktion unterziehen, Elektronen leihen und denen, die oxidiert werden, Elektronen aufnehmen. Diese Erleichterung des Elektronenaustausches beschleunigt die Reaktion. Übergangsmetalle werden nicht verbraucht, wenn sie als Katalysatoren wirken. Stattdessen erfahren sie eine vorübergehende Änderung ihrer Oxidationszahlen, die am Ende der Reaktion wiederhergestellt wird.
