核殼結構是一種納米材料通過化學鍵或其他作用力將另一種納米材料包覆起來形成的納米尺度的有序組裝結構。這種結構的特點是外面一層殼和中心一個核，核和殼之間存在較大的空隙，能顯著提高物質的比表面積。核殼結構能夠整合核心和外殼材料的性質，互相補充各自的不足，因此在催化、光催化、電池、氣體存儲及分離等方面有著廣泛的套用前景。
在催化領域，尤其是甲烷乾重整中，核殼結構通過空間限域效應增強催化劑的抗燒結和抗積炭能力，從而提高催化劑的穩定性。研究者們已經探索了多種殼層材料，如SiO2、Al2O3、CeO2等，這些材料因其高熱穩定性、可調節的孔隙率和易於合成等特性而被廣泛套用。然而，核殼結構的研究仍面臨一些問題，如殼層可能覆蓋催化活性位點、增加擴散阻力等。為了克服這些問題，可以通過構建更先進的核殼結構，如蛋黃殼結構或三明治式的核殼結構，以及調控核殼結構的物理化學特性（如殼厚度、孔隙率、金屬顆粒大小和形狀等）來最佳化催化劑的性能。