光催化原理是基於光條件下光催化劑的氧化還原能力，可以達到淨化汙染物，物質合成和轉化的目的。 通常，光催化氧化反應以半導體為催化劑，以光為能源，將有機物降解為二氧化碳和水。
因此，光催化技術作為一種高效，安全，環保的淨化技術，因其改善室內空氣品質而受到國際學術界的認可。
實際上，光催化劑的種類很多，包括二氧化鈦，氧化鋅，氧化錫，二氧化鋯，各種氧化物半導體硫化物如硫化鎘，另一部分銀鹽，卟啉一等也具有催化作用，但它們都有 基本缺陷-----有損失，即本身被消耗之前和之後的反應，其中大多數對人體有一定的毒性。 因此，在21世紀已知的最有用的光催化材料是二氧化鈦。
光催化的原理是利用光來激發化合物半導體，例如二氧化鈦，並利用它們產生的電子和空穴參與氧化還原反應。 當能量大於或等於能隙的光照射在半導體納米粒子上時，價帶中的電子將被激發轉變為導帶，從而在價帶中留下相對穩定的空穴，從而形成電子- 孔對。 由於納米材料中大量的缺陷和懸浮鍵，這些缺陷和懸浮鍵可以捕獲電子或空穴並阻止電子和空穴的複合。 這些捕獲的電子和空穴分別擴散到粒子表面，從而產生強的氧化還原電勢。
那麼光催化微觀反應是什麼樣的呢？ 通俗說，二氧化鈦粒子本身的存在非常穩定，但是它吸收了紫外線光能，開始變得「興奮」起來，把電子到處亂扔，因此投擲電子而自身空的「電位」變成了撕扯有機物大分子的「刀」，而當能量減弱時，二氧化鈦顆粒將需要「歇會」，這也全使電子跑回去，並且潛在的空缺結合起來，而二氧化鈦顆粒在消耗中不是自己的情況，要 有機物降解，這個過程非常複雜，但是最終還是二氧化碳和水的產物