光化學是研究光與物質相互作用所引起的永久性化學效應的化學分支學科。
這一領域主要關注物質在可見光或紫外光的照射下吸收光能而發生的化學反應，這些反應可能包括化合、分解、氧化、還原等。光化學的研究範疇主要集中在波長400至760納米的可見光和紫外光對化學反應的影響，而波長更短的電磁輻射，如X射線和γ射線，引起的反應屬於輻射化學的範疇。此外，雖然有些化學反應可以由高功率的紅外激光引發，但這類反應通常被歸類爲紅外激光化學。光化學在控制化學反應中具有較高的效率和較好的選擇性，其理論基礎包括量子力學、原子物理學、分子物理學和光譜學。