광합성 작용이 엽록소를 촉매로 산소를 발생시켜 숲의 정화적용을 하듯이 광촉매[Photocatalyst]는 말 그대로 촉매작용이 빛에너지를 받아 일어나는 것을 말한다.

즉, 반도체는 일정한 영역의 에니지가 가해지면 전자가 가전자대(Valence Band)에서 전도대(Conduc-tion Band) 로 여기 된다. 이때 전도대 (Conduction Band)에는 전자(e-)들이 형성되게 되고 가전자대(V alence Band) 에는 정공(h+)이 형성되게 된다. 이렇게 형성된 전자와 정공은 강한 산화 또는 환원 작용에 의해 유해물질을 분해시키는 등 다양한 반응을 일으키게 된다.
 
광촉매 산화티탄에 빛이 닿아 발생한 전자(e-) 은 정공(h+)은 각각 공기중의 O₂, H₂O와 반응을 일으켜 산화티탄 표면에 슈퍼옥사이드음이온(O₂-)과 수산리다칼(OH) 2종의 활성산소를 생성한다. 특히, 수산라디칼은 높은 산화, 환원 전위를 가지고 있기 때문에 NOx, SOx, 휘발성유기화합물(VOCs) 및 각종 악취 정화에 탁월하고, 축산페수, 오수, 공장페수의 BOD, 색도 및 난분해성 오염물질, 환경호르몬 등을 완벽히 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 병원성 대장균, 황색포도구균, O-157 등 각종 병원균과 박테리아를 99%이상 사균하는등 모든 대상물질을 산화시키는 능력을 갖고 있다.s

또한 빛이 조사되면 산호티탄을 구성하고 있는 산소2개중 하나와 공기중의 H₂O가 반응하여 친수성이 매우 좋은 친수가(-OH)가 생성되어 산호티탄 표면은 오염물질의 부착을 방지하는 내오염성을 갖게되며, 부착된 오염물질은 강우나 물에 의해 쉽게 세척되게 하는 자정성(Self-cleaning)을 갖는다.
이러한 TiO₂광촉매는 태양에너지 또는 형광빛에 의해서도 반응이 일어나며, 「물체에의 정착→광분해→재생」의 사이클에 의해 영속적인 기능을 발휘하므로 경제적이다. 또한, 반응후의 부산물은 물과 CO₂로 환경에 무해한 물질이며, 다양한 분야에 적용이 가능하다.