土壤生物降解催化材料主要指降解酶及部分还原剂，降解酶数量达数千种，如硝基还原酶、一氧化碳脱氢酶、硝酸还原酶、硫氧还原蛋白还原酶和唯铁氢化酶等。其作用过程称为酶催化，可以分为上游过程（up stream pathway）和下游途径（down stream）。主要作用方式是通过修饰化学结构，如脱甲基、脱卤、还原以及移走羟基、氨基和甲氧基等实现对目标污染物化学键的拆分、重组，而得到稳定的小分子产物。

土壤生物降解催化材料是具有高度特异性的高效生物催化剂，与其他催化剂相比具有高催化效率，高专一性及可调节性等显著特征，是一种介于化学法和生物法之间且发生在生物体细胞内的化学反应。酶催化可以避免以微生物细胞作为生物催化剂时用量大、产物分离困难、生物毒性抑制等问题。

由于在降解酶使用过程中，仍旧存在稳定性、重复性差等不足之处，实际应用中通常对土壤生物降解催化材料化学修饰和固定化。酶的化学修饰主要修饰其表面可以与化学试剂反应的氨基、羧基、羟基等功能基团，或者发生分子内的交联反应，改变分子结构以优化酶的性质。通过将酶束缚在特定的支持物上，促使酶具有更好的稳定性，反复使用、成本低、利于实现自动化和连续化等优点。