光催化原理是基于光条件下光催化剂的氧化还原能力，可以达到净化污染物，物质合成和转化的目的。通常，光催化氧化反应以半导体为催化剂，以光为能源，将有机物降解为二氧化碳和水。
因此，光催化技术作为一种高效，安全，环保的净化技术，因其改善室内空气质量而受到国际学术界的认可。
实际上，光催化剂的种类很多，包括二氧化钛，氧化锌，氧化锡，二氧化锆，各种氧化物半导体硫化物如硫化镉，另一部分银盐，卟啉一等也具有催化作用，但它们都有基本缺陷-----有损失，即本身被消耗之前和之后的反应，其中大多数对人体有一定的毒性。因此，在21世纪已知的最有用的光催化材料是二氧化钛。
光催化的原理是利用光来激发化合物半导体，例如二氧化钛，并利用它们产生的电子和空穴参与氧化还原反应。当能量大于或等于能隙的光照射在半导体纳米粒子上时，价带中的电子将被激发转变为导带，从而在价带中留下相对稳定的空穴，从而形成电子-孔对。由于纳米材料中大量的缺陷和悬浮键，这些缺陷和悬浮键可以捕获电子或空穴并阻止电子和空穴的复合。这些捕获的电子和空穴分别扩散到粒子表面，从而产生强的氧化还原电势。
那么光催化微观反应是什么样的呢？通俗说，二氧化钛粒子本身的存在非常稳定，但是它吸收了紫外线光能，开始变得“兴奋”起来，把电子到处乱扔，因此投掷电子而自身空的“电位”变成了撕扯有机物大分子的“刀”，而当能量减弱时，二氧化钛颗粒将需要“歇会”，这也全使电子跑回去，并且潜在的空缺结合起来，而二氧化钛颗粒在消耗中不是自己的情况，要有机物降解，这个过程非常复杂，但是最终还是二氧化碳和水的产物
