眾所周知，紫外線是由電磁波組成，其能量與波長直接有關，波長越短，能量越大。當紫外線燈發射出不同的波長時，若要使廢氣中的VOC借紫外光直接通過自由基鏈鎖反應降解，則VOC業必須能吸收這類波長，既紫外線的最大發射功率要與VOC的最大吸收一致。這種借紫外線產生的反應成為光氧化或光解。若紫外光發射的強度越大，則空氣中的氧極易分解為臭氧，產生的臭氧也分解為自由基，從而加劇了光解過程。此外，空氣中的水分在紫外光作用下也可分解為OH-,同樣業參與了VOC氧化。因此，在紫外光作用下，通過上述幾種效應疊加可以產生大量的活性自由基，從而高效使VOCs降解。如果后續催化反應，既光催化氧化，則VOCs凈化效果更佳。

光催化氧化法是借助催化劑具有光催化作用的性能，將吸附在催化劑表面上的VOCs氧化成CO2和H2O。通常用于一些比較容易氧化的有機化合物。經典的光催化劑都是半導體，其中最有效的光催化劑是TiO2，由于TiO2對紫外線有很高的吸收率，還具有很高的催化活性和化學穩定性，以及無毒價廉等優點，所以應用廣泛。

光催化氧化反應機理：根據半導體電子結構理論，光催化性能取決于晶粒內的能帶結構，能帶結構由一個充滿電子的低能價帶和一個空的高能導帶組成，兩者間又禁帶分開，其能差為帶隙能。在光照射半導體光催化劑情況下，當吸收一個能量大于或等于其帶隙能的光子時，電子會從充滿的價帶躍遷到空的導帶，而在價帶留下帶正電的空穴。光致空穴具有很強的氧化性，并能奪取吸附在催化劑表面的有機污染物中電子，使不吸收光而無法被光子氧化的物質，經光催化活化、氧化。TiO2經光激發后產生的高活性光致空穴和光生電子，并經一系列反應后生成大量的高活性自由基，因而TiO2表面的羥基化是光催化氧化VOCs的必要條件。此外，VOCs光催化降解速率主要取決于催化劑吸附VOCs性能和光催化反應速率，因此尋求對VOCs具有高的吸附率和較快的降解速率的光催化劑是極為重要的。

光催化氧化法現在主要用于室內外VOCs凈化和除臭，例如用于醫院、賓館、車站、機場、廚房、污水處理、發酵和食品加工等場所排放的臭氣凈化。

光催化氧化凈化法用在工業有機廢氣凈化和除臭上已經有大量應用，比如用在中央空調通風凈化除臭上，用于噴漆車間廢氣處理上，橡膠廢氣處理上等。