分子篩，又稱沸石，存在于自然界，但目前多為工業合成。在外觀上，分子篩是有光澤的粉狀固體，天然沸石有顏色，合成沸石一般是白色。在化學結構上，分子篩是一種結晶硅鋁酸鹽，其晶體結構中有許多孔，這些孔由孔道(也稱為窗口)連接。任何直徑小于孔徑的“瘦”分子都可以通過窗口進入這個洞，而直徑大于孔徑的“胖”分子只能從窗口被阻擋。分子篩雖然主要由二氧化硅和氧化鋁組成，但隨著二氧化硅與氧化鋁比例的變化和其他添加劑的加入，可以框合成大量具有不同結構和性能特征的分子篩。不同類型的分子篩具有不同的孔道形狀和尺寸。同類型分子篩的孔徑和結構也可以不同。分子篩是一種多孔材料，上面密布著大大小小的孔洞。如果這些孔擴大，它的表面積就很大。一克分子篩只有一個大藥片那么大，但其孔表面積可以達到300 ~ 1000平方米，比一般家庭面積大很多。分子篩上的孔也叫籠子，有大有小。不同大小的分子可以進入不同的孔洞，被篩選出來。

分子篩對上述尺寸和形狀的選擇性意味著，如果一個分子能通過分子篩的孔道，它的直徑需要小于分子篩的孔徑。然而，如果幾個分子可以通過孔道，另一方面就涉及到選擇性。就像是“競崗”的問題。對分子篩親和力強的分子都會在競爭中占有優勢，更容易吸附在分子篩上并留在孔中，而其他分子只能遠離。利用分子篩對某些物質的親和力強，對其他物質的親和力弱，人們可以去除目標產物中的雜質，也可以用來減少有害物質的沉積。因此，分子篩有時可以用作吸附劑來分離某些物質。分子篩是一種性能優異、應用廣泛的催化材料。分子篩在其結構中通常具有酸性，由于不同的酸性特征，它們可以具有不同的活性、選擇性和穩定性。由于由不同性質的分子篩制成的催化劑可以大大加速石油中各種分子的不同催化反應。各種分子篩廣泛用于煉油催化劑中，例如通過在分子篩上負載金屬如鎳和鎢而制成的各種加氫催化劑。