광촉매를 도포한 표면이 빛이 닿으면, 산소나 물과 반응하여 활성산소를 생성하며, 활성산소는 반응에 의해 표면에 붙은 유기물이나 NOx, SOx, Cl2, NH3 등의 분자를 분해한다. 분해하는 유기물로는 매연, 기름 등에 의한 오염(自淨機能)이나 균 · 바이러스의 세포막(抗菌, 抗바이러스, 防臭 機能)등이 대표적이다. 또한, 슈퍼옥사이드 음이온에 의해 납,수은 등 유해중금속을 산화, 침전시켜 89~90% 제거할 수 있다.

수중의 유기 오염물질을 제거하는 방법으로 활성탄에 유기물을 흡착 · 제거하는 활성탄 흡착법, 액체상을 기체상으로 변화시켜 제거하는 탈기법, 오존화 과산화수소를 이용하여 유기오염물질은 산화 · 제거하는 고급산화법 등이 있다. 기존의 폐수처리법은 처리후 활성탄 찌꺼기를 매립, 소각하면서 2차 오염이 발생하거나 고가의 화학물질을 투입하여야 하기 때문에 많은 처리비용이 필요하다.
그러나 광촉매를 사용하면 태양광으로 폐수를 처리할 수 있어 별도의 에너지가 소비되지 않으며 2차 오염도 방지할 수 있다는 점 때문에 현재 상업화를 위한 연구개발이 활발히 진행되고 있다.

산화 · 제거하는 고급산화법 등이 있다. 기존의 폐수처리법은 처리후 활성탄 찌꺼기를 매립, 소각하면서 2차 오염이 발생하거나 고가의 화학물질을 투입하여야 하기 때문에 많은 처리비용이 필요하다.
그러나 광촉매를 사용하면 태양광으로 폐수를 처리할 수 있어 별도의 에너지가 소비되지 않으며 2차 오염도 방지할 수 있다는 점 때문에 현재 상업화를 위한 연구개발이 활발히 진행되고 있다.