多元催化（multielement catalysis），理学-生物学-生物工程-酶工程-酶工程-酶催化，在同一个酶分子中同时有多个基团参与催化的现象。酶分子中含有多种不同功能的基团，如氨基、羧基、巯基、酚羟基、咪唑基等均可参与催化反应，它们既可以作为质子供体，又可以作为质子受体，因此同一分子通常可起广义酸催化和碱催化的作用。即反应过程中酶既能够发挥亲核催化又能发挥亲电催化作用。但这些因素并不是总在所有酶分子中同时发挥作用，不同的酶由于催化机制差别巨大，因此起主要作用的因素可能大不相同。在酶催化反应过程中，常常有多个基元配合在一起共同发挥作用，如丝氨酸水解酶家族（包括大量蛋白酶、肽酶、酯酶和脂肪酶）的催化作用是通过天冬氨酸、组氨酸和丝氨酸构成的电荷中继网催化相关键水解的，其中包括亲核催化和酸碱催化共同作用。这种多元催化协同作用的结果，是使酶促反应速率加快的因素。