光觸媒也叫光催化劑，是一種以納米級二鈦為代表的具有光催化功能的半導體材料的總稱。具有代表性的光觸媒材料是，它能在光照射下產生強氧化性的物質（如羥基自由基、氧氣等），并且可用于分解有機化合物、部分無機化合物、細菌及病毒等。日常生活中，光觸媒能有效地降解空氣中有毒有害氣體如甲醛等，高效凈化空氣；同時，能夠有效殺滅多種細菌，并能將細菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理。

光觸媒光催化氧化是以N型半導體的能帶理論為基礎，半導體材料具有與金屬不同的不連續能帶結構，一般由填滿電子的低能價帶和含有空穴的高能導帶構成，價帶和導帶之間存在禁帶。當用能量等于或大于禁帶寬度(又稱帶隙)的光照射時，價帶上的電子(eˉ)會被激發躍遷至導帶，在價帶上產生相應的電子空穴(h+)并在電場的作用下分離遷移到表面。 [3] 

熱力學理論表明，分布在表面的光生空穴因具有很強的吸電子能力，可將吸附在TiO2表面上的OH-和H2O分子氧化成羥基自由基等。羥基自由基的氧化能力強，可強效分解各種具有不穩定化學鍵的有機化合物和部分無機物，將其最終降解為H2O、CO2等無害的小分子物質，并可破壞細菌的細胞膜和凝固病毒的蛋白質載體。