光催化是在一定波長光照條件下，半導體材料發生光生載流子的分離，然後光生電子和空穴在與離子或分子結合生成具有氧化性或還原性的活性自由基，這種活性自由基能將有機物大分子降解為二氧化碳或其他小分子有機物以及水，在反應過程中這種半導體材料也就是光催化劑本身不發生變化。這種半導體光催化劑在光催化反應過程中起的作用就是光催化作用。

光催化的優點：

（1）低溫深度反應：光催化氧化可在室溫下將水、空氣和土壤中有機汙染物完全氧化成無毒無害的物質。而傳統的高溫焚燒技術則需要在極高的溫度下才可將汙染物摧毀，即使用常規的催化氧化方法亦需要幾百度的高溫。

（2）淨化徹底：它直接將空氣中的有機汙染物，完全氧化成無毒無害的物質，不留任何二次汙染，目前廣泛採用的活性炭吸附法不分解汙染物，只是將汙染源轉移。

（3）綠色能源：光催化可利用太Sunny作為能源來活化光催化劑，驅動氧化—還原反應，而且光催化劑在反應過程中並不消耗。從能源角度而言，這一特徵使光催化技術更具魅力。

（4）氧化性強：大量研究表明，半導體光催化具有氧化性強的特點，對臭氧難以氧化的某些有機物如三氯甲烷、四氯化碳、六氯苯、都能有效地加以分解，所以對難以降解的有機物具有特別意義，光催化的有效氧化劑是羥基自由基（HO），HO的氧化性高於常見的臭氧、雙氧水、高錳酸鉀、次氯酸等。

（5）廣譜性：光催化對從烴到羧酸的種類眾多有機物都有效，美國環保署公布的九大類114種汙染物均被證實可通過光催化得到治理，即使對原子有機物如鹵代烴、染料、含氮有機物、有機磷殺蟲劑也有很好的去除效果，一般經過持續反應可達到完全淨化。

（6）壽命長： 理論上，催化劑的壽命是無限長的。

（7）安全保障對於二氧化鈦的有害性試驗已經得到證實。經美國FDA食品檢驗中心認定，二氧化鈦對人體無害。因此，在食品、日常生活用品、化妝品、醫藥、養殖業中也被廣泛採用。在日本，二氧化鈦同樣被厚生省法令指定為食品添加劑之一，可最大限度保證人體健康。