光催化反应是利用光能进行物质转化的一种方式，是物质（污染物）在光和光催化剂共同作用下进行的化学反应。由于其室温深度反应以及可以直接利用太阳能等特性，在空气及水污染治理方面受到了极大的关注。但是光催化剂表面电子-空穴对的快速复合制约了光催化技术的应用。如何有效的抑制光生载流子的复合率，从而提高光催化活性，成为研究的热点。
光电催化就是通过外加偏压电场来抑制光生载流子复合的有效技术手段，在污水处理方面研究较多。
光解水制氢目前主要是通过光催化剂（粉末），电解质以及牺牲剂在光照条件下共同作用来实现水的分解的。所以在这种条件下光解水还是一个光催化过程。当然也有人把光催化剂制成电极，然后加偏压，在光照条件下进行水的分解的，这种情况下就是光电催化过程
用于光催化反应的理想光催化剂必须符合条件是什么？
1.可见光下具有活性：仅在uv下具有活性应用前景惨谈，这是最基本的一个条件
2.高降解速率： 长时间降解对于实际应用也没有很大意义，学术研究而已。
3.非选择性降解： 要有通用性，对多种污染物都具有降解活性
4.可重复使用
5.易于回收