1. 催化剂设计、合成与制备
多孔、等级孔催化材料制备；纳米催化剂；团簇催化剂；单原子催化剂；催化剂配体、载体调控；高通量与人工智能辅助的先进催化剂合成；基于新原理的催化剂制备方法等。
2. 化石资源低碳高效催化转化
甲烷/甲醇/合成气制液体燃料和化学品技术；油品催化转化制烯烃/芳烃化学品技术；重油/渣油/煤焦油轻质化及临氢改质技术；高端精细化学品、特种化学品高生产技术以及化石资源合成新材料等。
3. 精细、高端化学品绿色合成
利用均相催化、多相催化、生物催化、光催化和电催化等进行药物和精细化学品合成等。
4. 可再生能源利用及催化转化
光、电催化新型材料设计；太阳能分解水制氢；电解水制氢；光、电催化活化小分子（甲烷活化、CO2 还原，氮还原研究等）；电池、储能过程中的催化转化；基于光、电催化反应原理的先进表征技术；人工光合成过程等；生物质转化和生物质平台化合物的高效利用等。
5. 二氧化碳资源化转化利用
热/光/电催化二氧化碳还原；二氧化碳加氢转化；二氧化碳资源化利用；二氧化碳的绿色高效转化与新的反应耦合过程等。
6. 环境催化
气液固污染物的催化消除；废水/污水催化净化；温室气体减排技术；催化脱硫、脱氮、脱氯等技术等。
7. 先进催化表征技术
催化反应的动力学及机理研究；原位、在线表征技术；时空分辨表征，瞬态方法；多维、联用光谱表征；大科学装置利用；人工智能、大数据分析辅助的表征方法等。
8. 催化理论与计算
多尺度、实时、接近真实条件的催化与表界面理论模拟，跨时间尺度的大体系计算方法（第一性原理、多尺度、机器学习势函数、外场调控、动态过程、反应微观动力学方法等）；化学键断裂与形成过程的质子耦合及电子转移，利用大数据分析以及机器学习指导高活性催化剂的理性设计等。
9. 工业催化
工业过程中催化反应工程；催化过程的模拟与优化；工业催化剂规模化生产技术；催化工艺的改进和节能降耗；贵金属催化剂工业应用等。