光催化的定义为“在催化剂作用下光反应速度的加快”。催化剂既不改变化学反应，也不直接参与化学反应。

此定义包括光敏反应，即一种分子吸收另一种分子（也就是光催化剂）的最初光能之后经历光化学反应的过程。

植物的叶绿素也是一种光催化物质。在光合作用中，叶绿素捕捉日光将水和二氧化碳转化为氧气和葡萄糖，而在光催化反应（在具备光催化剂、光和水的情况下）产生强氧化物质从而使有机物转化为二氧化碳与水。