光催化剂的定义是:通过吸收光能，本身不发生变化，但能引发各种化学反应的物质。
现在使用最为广泛的光催化剂是氧化 钛。研究发现，氧化钛在光线（阳光、萤光灯光）照射下，具有氧化分解能力和很强的亲水性能。氧化分解能力可以通过与植物的光合作用的比较来说明。光合作用 是叶子中的叶绿素吸收阳光中的能量，将水和二氧化碳合成有机物（淀粉），再排出氧气；而氧化钛等光催化剂通过吸收太阳光等光能，将有机物分解为水和二氧化 碳，也即是说，光合作用与光催化剂引发完全相反的反应。叶绿素也可以说是光催化剂的一种。
利用光催化剂的氧化分解功能可将臭气或VOC气体分解除去，还能将排出的氮氧化物除去实现空气的净化，或者除去水池中的有机污物实现水的净化， 也能用于病毒、细菌等微生物的抗菌杀菌方面。
此外，光催化剂还显示出其另一个性能，即在光照条件下与水的亲和性能——超强的亲水性。也即光催 化剂在光照条件下，处于光催化剂表面的水会扩展成很薄的水膜。欲使镜子不起雾或被油脏污时，在镜子上镀一层氧化钛，在光照条件下，水会进到油污下面使其浮 起并与水一起被冲走。
利用该超强的亲水性能推出了许多应用，如汽车后视镜防水雾涂层，大楼或住宅外墙及窗玻璃防脏涂层，防脏屋顶材料（帐篷）等等。