Científico español. Se licenció en Ciencias Químicas en la Universidad de Zaragoza a los diecinueve años y entró a trabajar como químico en una fábrica de cementos
Al poco tiempo se trasladó a Madrid, donde en 1915 comenzó su tesis doctoral bajo la dirección de Ángel del Campo, catedrático de análisis químico y encargado de la sección de espectroscopia del Laboratorio de Investigaciones Físicas de la Junta para Ampliación de Estudios; fue en este laboratorio donde se inició Catalán en la investigación espectroscópica. Su primer trabajo, publicado como Memoria núm. 29 del Laboratorio de Investigaciones Físicas y en los Anales de la Sociedad Española de Física y Química, fue el titulado "Contribución al estudio del espectro del magnesio" (1916).
En los cuatro años siguientes publicó siete trabajos, cinco de los cuales trataban de problemas de interpretación de estructura de espectros y asignación de líneas a series espectrales, y los otros dos, de la determinación de "líneas últimas", tema de especial interés en análisis químico. En 1920, el trabajo "Tabla de Interpolación de Rydberg y cálculo de series espectrales", realizado en colaboración con Del Campo, decidió la entrada definitiva de Catalán en el campo de la espectroscopia pura.
Este mismo año se trasladó a Londres, con una pensión de la Junta para Ampliación de Estudios, para trabajar durante el curso 1920-1921 en el laboratorio de Alfred Fowler, profesor de astrofísica del Royal College of Science. En esta época y a partir sobre todo de la formulación por Niels Bohr de su teoría sobre el origen de los espectros, la espectroscopia atómica era una de los principales focos de atracción de la investigación en física. Fowler había hecho ya importantes contribuciones, entre ellas que un ión debe tener series de paridad contraria a la del átomo correspondiente, convirtiendo su laboratorio en uno de los centros de investigación más destacados en este campo.
Catalán, investigando "líneas últimas", había observado en el manganeso claros "tripletes", semejantes a los del magnesio. Por ello, decidió realizar un detallado estudio del espectro del manganeso en el laboratorio de Fowler. Las investigaciones de Catalán descubrieron en el espectro del manganeso un sistema de cuatro tripletes, análogos a los de los espectros de los alcalinotérreos. Encontró también un sistema de tres series de tripletes más próximos, de los tipos s, p y d, que correspondían al sistema singlete de los alcalinotérreos y, finalmente, un sistema de tripletes, aún más próximo, paralelo a los precedentes.
Cada triplete difuso del espectro del manganeso resultó constar de nueve líneas y Catalán explicó este hecho suponiendo que los términos d eran quíntuples, con lo que se apartaba de las ideas comúnmente aceptadas sobre los espectros atómicos. Para describir estos nuevos fenómenos el físico español acuñó la palabra "multiplete".
Al regresar a España, Catalán hizo estudios similares del cromo, selenio, molibdeno y otros elementos, mostrando que lo observado en el manganeso no era específico de éste. Con estos descubrimientos contribuyó decisivamente a sentar las bases para la introducción de las altas multiplicidades en la teoría de la espectroscopia atómica. El trabajo de Catalán sobre el espectro del manganeso fue publicado en las Philosophical Transactions en julio de 1922. Unos meses antes, Arnold Sommerfeld se entrevistó con él en Madrid y Catalán le explicó los resultados de sus investigaciones, dándole un original de su artículo.
Trabajando sobre ese manuscrito y apoyándose en su teoría del número cuántico "interno" (momento angular), expuesta dos años antes, Sommerfeld explicó satisfactoria, aunque no completamente, la formación de multipletes de líneas en los espectros atómicos. Muy pronto, tanto los físicos teóricos como los experimentales comenzaron a investigar los multipletes con entusiasmo y éxito, ya que ahora disponían de la clave para descifrar los espectros de los elementos centrales de la tabla periódica.
El intenso interés en este campo durante el período 1923-1925 se debió principalmente a la falta de una teoría adecuada del origen físico de los multipletes, e incluso de los dobletes y tripletes. Estas investigaciones contribuyeron a establecer la estructura del átomo, pero la explicación de los multipletes no se alcanzó hasta el descubrimiento del spin del electrón. En 1924, Catalán, por medio de Sommerfeld, obtuvo una beca del International Education Board (Fundación Rockefeller) para trabajar con el mencionado científico en Munich durante el período 1924-l925.
En colaboración con Karl Bechert, Catalán analizó en Munich otros varios espectros y a su regreso a España formó un grupo de investigadores en esta especialidad. El propio Bechert se trasladó a Madrid, con una beca de la institución arriba citada, para trabajar con Catalán, quien a partir de entonces mantuvo una estrecha relación con la escuela de Munich de espectroscopia teórica. Otros colaboradores de Catalán fueron Telles Antunes, del Observatorio de Lisboa, y Gaviola, del Observatorio de Córdoba (Argentina).
Catalán colaboró activamente con Blas Cabrera y Felipe, Enrique Moles y Ormella, y otros científicos españoles en el proyecto y realización del Instituto Nacional de Física y Química. Al ser creado éste en 1932, fue nombrado director de la sección de espectroscopia. En 1934 ganó por oposición la cátedra de estructura atómico-molecular y espectroscopia, creada en reconocimiento a su labor e incorporada a los estudios de doctorado de la Facultad de Ciencias de Madrid.
Desde su cátedra, Catalán continuó ampliando sus investigaciones hacia problemas astrofísicos, estableciendo una estrecha colaboración con espectroscopistas americanos, especialmente con los espectroscopistas astrofísicos Henry Morris Russell y Charlotte E. More. Fruto de esta relación fueron importantes trabajos sobre el espectro del hierro. La guerra civil interrumpió la comunicación de Catalán con los científicos americanos. Al finalizar la guerra civil española, Catalán fue expulsado, por motivos políticos, del Instituto Nacional de Física y Química y a partir de 1939 no gozó de ninguna subvención especial para sus investigaciones. No obstante, simultaneó éstas con su trabajo como químico en la industria privada.
En 1946 se reincorporó a su cátedra de la Universidad de Madrid y en 1950 fue nombrado jefe de la sección de espectros atómicos del Instituto de Optica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Los numerosos artículos de Catalán establecieron firmemente su reputación científica a nivel internacional. Después de la Segunda Guerra Mundial visitó varias veces los Estados Unidos, dando conferencias y trabajando en diversos centros (el National Bureau of Standards, de Washington, y el Massachussetts Institute of Technology de Boston, entre otros).
En 1952 fue nombrado miembro de la Joint Commission for Spectroscopy del International Council of Scientific Unions y en 1955, la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de Madrid, superando los condicionamientos políticos que cerraban su acceso, le eligió académico de número. Catalán se mantuvo activo hasta su muerte y en sus últimos años dirigía en Madrid trabajos de investigación acerca de los espectros de los átomos doblemente ionizados y sobre los elementos químicos de transición, como el radio, el magnesio, el vanadio, etc. Miguel A. Catalán fue un excelente maestro y siempre mantuvo una gran preocupación por la formación de sus discípulos. Estuvo casado con Jimena Menéndez Pidal, hija del famoso historiador
(Brujas, 1814-Lieja, 1894) Matemático belga. Profesor en la Universidad de Lieja y miembro de la Academia de Bruselas. Sus trabajos versaron sobre análisis matemático, geometría y cálculo integral. Escribió Elementos de geometría y Tratado elemental de las series