Mối quan hệ giữa năng lượng kích hoạt () và entanpy của sự hình thành (H) có và không có chất xúc tác, âm mưu chống lại tọa độ phản ứng. Vị trí năng lượng cao nhất (vị trí cực đại) đại diện cho trạng thái chuyển tiếp. Với chất xúc tác, năng lượng cần thiết để vào trạng thái chuyển tiếp giảm, do đó giảm năng lượng cần thiết để bắt đầu phản ứng.

Một chất làm thay đổi trạng thái chuyển tiếp để giảm năng lượng kích hoạt được gọi là chất xúc tác; một chất xúc tác chỉ bao gồm protein và (nếu có) các đồng yếu tố phân tử nhỏ được gọi là enzyme. Một chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng mà không bị tiêu thụ trong phản ứng.  Ngoài ra, chất xúc tác làm giảm năng lượng kích hoạt, nhưng nó không làm thay đổi năng lượng của các chất phản ứng hoặc sản phẩm ban đầu, và do đó không thay đổi trạng thái cân bằng.  Thay vào đó, năng lượng chất phản ứng và năng lượng sản phẩm vẫn giữ nguyên và chỉ có năng lượng kích hoạt bị thay đổi (giảm xuống).

Một chất xúc tác có thể làm giảm năng lượng kích hoạt bằng cách hình thành trạng thái chuyển tiếp theo cách thuận lợi hơn. Các chất xúc tác, về bản chất, tạo ra sự phù hợp "thoải mái" hơn cho chất nền của phản ứng để tiến tới trạng thái chuyển tiếp. Điều này có thể là do sự giải phóng năng lượng xảy ra khi chất nền liên kết với vị trí hoạt động của chất xúc tác. Năng lượng này được gọi là Năng lượng liên kết. Khi liên kết với chất xúc tác, các chất nền tham gia vào nhiều lực ổn định trong khi ở vị trí hoạt động (tức là liên kết hydro, lực van der Waals). Liên kết cụ thể và thuận lợi xảy ra trong vị trí hoạt động cho đến khi chất nền hình thành trạng thái chuyển đổi năng lượng cao. Hình thành trạng thái chuyển tiếp thuận lợi hơn với chất xúc tác vì các tương tác ổn định thuận lợi trong quá trình phát hành trang hoạt độngnăng lượng. Một phản ứng hóa học có thể tạo ra một phân tử trạng thái chuyển tiếp năng lượng cao dễ dàng hơn khi có sự phù hợp ổn định trong vị trí hoạt động của chất xúc tác. Năng lượng liên kết của một phản ứng là năng lượng này được giải phóng khi xảy ra tương tác thuận lợi giữa chất nền và chất xúc tác. Năng lượng liên kết được giải phóng hỗ trợ trong việc đạt được trạng thái chuyển tiếp không ổn định. Các phản ứng khác không có chất xúc tác cần một nguồn năng lượng đầu vào cao hơn để đạt được trạng thái chuyển tiếp. Phản ứng không xúc tác không có sẵn năng lượng tự do từ các tương tác ổn định vị trí hoạt động, chẳng hạn như phản ứng enzyme xúc tác.