金属的d带中某些能级未被充满，可看作d带中的空穴，称为“d带空穴”。
有d带空穴，就能与被吸附的气体分子形成化学吸附键，生成表面中间物种，具有催化性能。d带空穴愈多，末配对的d电子愈多，对反应分子的化学吸附也愈强。
催化剂的作用在于加速反应物之间的电子转移，这就要求催化剂既具有接受电子的能力，又有给出电子的能力。过渡金属的d空穴正是具有这种特性，然而对一定的反应，要求催化剂具有一定的d空穴，而不是愈多愈好。

（1）反应物的择形催化；
（2）产物的择形催化；
（3）过渡状态限制的择形催化；
（4）分子交通控制的择形催化。

（1）酸催化；
（2）择形催化；
（3）双功能催化；
（4）催化氧化。