Enzimska kataliza je proces u kojem enzim reagira s drugom molekulom, poznatom kao supstrat. Ova kataliza kemijskih reakcija snižava aktivacijsku energiju (Ea), koja tada osigurava dovoljno energije da molekule reaktanta formiraju novu tvar. Enzim se veže sa supstratom i mijenja molekulu u novi proizvod. Za razliku od supstrata, enzim ostaje nepromijenjen nakon procesa i može provesti više takvih procesa. Druga uloga enzima je stabilizacija kemijskih reakcija, kao i djelovanje kao katalizatori.
Katalizator ima sposobnost da ostane cijeli dok povećava brzinu kemijske reakcije. Umjetni katalizatori mogu provesti slične kemijske reakcije; međutim, nisu tako moćni i ne mogu se natjecati sa brzinom ubrzanja koja se događa u prirodnoj enzimskoj katalizi. Enzimska kataliza kod ljudi obično se odvija na temperaturi od oko 37 stupnjeva Celzija (99 stupnjeva Fahrenheita).
Sastojeći se od lanaca aminokiselina, enzimi imaju trodimenzionalni oblik koji se lako mijenja visokim temperaturama i neravnotežom u potencijalnom vodiku, također poznatom kao pH ravnoteža. Određene kemikalije, slobodni radikali i teški metali također mogu promijeniti oblike enzima i ometati enzimsku katalizu. Ako enzim izgubi svoj oblik, više nije u stanju provoditi katalizu biokemijskih reakcija.
Najpoželjniji model enzimske katalize je model induciranog uklapanja u kojem se supstrat spaja s malim aktivnim područjem na enzimu, poznatim kao aktivno mjesto. Nakon što je veza završena, novi proizvod se oslobađa iz aktivnog područja. Tijekom procesa vezivanja, enzim malo mijenja oblik, ali kako se novi proizvod oslobađa, enzim je spreman za sljedeću kemijsku reakciju.
Diferencijalno i jednoliko vezanje primarni su načini na koje se vezanje događa. Diferencijalno vezanje sastoji se samo od jakog prijelaznog vezanja. Ujednačeno vezanje, s druge strane, uključuje i jak supstrat i vezanje prijelaznog stanja. Oba mehanizma mogu se odvijati kada su prisutni mali supstratni nevezani enzimi.
Međutim, diferencijalno vezanje je bitno za snižavanje Ea kada su enzimi zasićeni, drugim riječima, imaju visok afinitet, što je najčešći mehanizam jer većina enzima djeluje na ovaj način. Nakon što se veza stvori, energija prijelaznog stanja se smanjuje i osigurava se alternativni put za odvijanje kemijske reakcije. Na taj način enzimska kataliza može ostati stabilna.