吸附（adsorption)和催化（catalysis)是材料表面化学一个重要的研究领域外来气体分子通过表面的吸附作用而被“活化”，发生“催化”反应并生成新的物种。固体表面仅起到加速化学反应的作用，在反应前后本身的结构并没有发生变化，因而被称为“催化剂”。显然，评价催化剂性能的两个最重要的指标——转化率及选择性，取决于材料的表面特性及气固界面的作用机制。在相当长的历史时期内，催化剂的制备主要依靠经验而缺少严格的科学理论指导。至于气体与固体表面相互作用过程及其产物的形成机制，在缺少表面科学知识和有效的表面分析研究工具的年代，是很难被认识清楚的。因此，人们曾把催化过程比喻为黑盒子里的“魔力作用”（magic effect)。随着人们对固体表面物理化学问题研究的逐步深入及表面分析谐仪的使用，今天人们已能从原子、分子水平上，对许多金属低Miller指数单品表面上的小分子吸附和催化过程，进行严格的表征及理论计算，部分揭开了催化反应的微观历程，初步建立起从分子设计到实用催化剂制备的研究方法，使催化研究步入了真正的科学时代。固体表面上的吸附与催化的研究已有百年历史，优秀经典论著很多。