Belirli maddeler, ışık etkisiyle organik maddelerin çözünümü gibi kimyasal reaksiyonlara katalizör işlevini görür. Titanyum dioksit (TiO2) maddesinin fotokatalizör etkisi, kendi kendini temizleyen yüzeyler, antibakteriyel maddeler ve hava ile su arıtımı için kullanılır.
Havada bulunan organik moleküller yüzeylerde birikir ve orada ince bir yağ katmanı oluşturur. Fotokatalizör etkili yüzeylerin kendi kendini temizleme özelliği, fotokatalizörlerin yardımıyla meydana gelen radikallerin organik maddelerin oksitleşmesini katalize etmesine ve bu şekilde bu yağ katmanını yok etmesine dayanmaktadır. Bu şekilde normalde yüzeylerin yağ katmanına yapışan ve esas kir katmanını oluşturan tozlar, kolayca yıkanabilmektedir, örneğin yağmurun etkisiyle.
Fotokatalizörler aynı zamanda kokulu gazların (örn. sigara dumanı) havadan giderilmesi veya içmesuyunun organik kirlerden arındırılması için kullanılabilir.