光觸媒，顧名思義即是「以光為催化劑，在吸收光的能量後，能夠發揮觸媒特性的物質」。雖然早在1930年代便有以氧化鋅（ZnO）為反應素材的光觸媒被記載於文獻 ，但自1968年代日本學者藤嶋昭二氧化鈦（TiO2）的特性以來，製作光觸媒都採用半導體二氧化鈦為反應材料。現在學術上對光觸媒的定義為：「以二氧化鈦為反應材所製成的一種半導體應用材料。」光觸媒的應用型態非常多元，在民生消費用途上，以液態光觸媒最為常見。

光觸媒一經光照，原料中二氧化鈦的電子便會從價電帶躍遷至導電帶，在光觸媒表面形成電子（e-）電洞（h+）對，帶負電的電子與氧結合產生負氧離子（O2- ），帶正電的電洞與水結合產氫氧自由基（‧OH），這兩者在化學上都是極不穩定的物質，當有機物質（碳氫化合物）接觸到光觸媒表面時，便會分別和負氧離子及氫氧自由基結合，重新組合成二氧化碳（CO2）和水（H2O）。 這一連串的反應，學理上稱為「氧化還原反應」。
透過氧化還原反應，當將光觸媒應用在生活、工作空間中時，便能有效分解氣味分子和細菌、病毒等微生物，達到潔淨室內環境、創造清新空氣的效果，因此近十年來在日本，光觸媒已被廣泛應用於居家環境和醫療院所中，此外經光觸媒加工的各類產品也成為醫療院所的最新選擇。