En este proceso, el catalizador se disuelve o dispersa completamente en la fase de reacción y participa directamente en la transformación química formando complejos temporales.            

Los catalizadores homogéneos más utilizados son complejos organometálicos que al encontrarse disueltos facilitan la interacción entre el medio de reacción y el catalizador. Debido a esto, la velocidad de reacción también se ve favorecida.