La fotocatálisis se define como "la aceleración de la velocidad de una fotorreacción por la presencia de un catalizador". Un catalizador no se modifica ni se consume por una reacción química.

Esta definición incluye la fotosensibilización, un proceso en el que una especie molecular sufre una alteración fotoquímica como resultado de una absorción inicial de la energía luminosa por parte de otra especie molecular, llamada fotocatalizador.

La clorofila de las plantas es un tipo de fotocatálisis. En relación con la fotosíntesis, en la que la clorofila captura la luz solar para transformar agua y dióxido de carbono en oxígeno y glucosa, la fotocatálisis (en presencia de un fotocatalizador, luz y agua) genera un agente oxidante fuerte , capaz de transformar las sustancias orgánicas en dióxido de carbono y agua.