光触媒是在光参与下发生反应的催化剂。在光照下二氧化钛的表面形成电穴和游离电子，结合空气中的水和氧气，发生氧化还原反应，表面形成强氧化性的氢氧自由基（稯H）及超氧阴离子自由基（O2ˉ），能分解在空气中的有害气体和部分无机化合物，将有机物分解成CO2和水，并抑制细菌生长和病毒的活性，达到杀菌、空气净化、除臭、防霉。

光触媒在由太阳光或灯光照射下，使触媒表面的电子吸收足够能量而脱离，而在电子脱离的位置便形成带正电的电洞，电洞会将附近水分子游离出的氢氧离子 (OH-)氧化(即夺取其电子)，使其成为活性极大的氢氧自由基(稯H)；氢氧自由基一旦遇上有机物质，便会将电子夺回，有机物分子因键结的溃散而分崩离析。一般的污染物或病源体多半是碳水化合物，分解后大部份会变成无害的水及二氧化碳，可达到除污及抑菌的目标。