光解作用是一 種化 學反 應，其中分子或化合物吸收光能 後被活化到激 發 態， 進而分解成 兩個小分子或 兩個自由基。 這 個 過程涉及到分子吸收足 夠量的光子，使其能量 與共 價 鍵的能量相 當， 導致分子分解。激 發 態的分子可能在第一振 動能 級上分解，或者即使激 發到 較低的振 動能 級， 由於平衡距 離增大，共 價 鍵也可能 斷裂。光解 產生的自由基 與其他途 徑得到的自由基性 質相同，都 處於激 發 態。
光解作用可以分 為三 類：
直接光解：化合物直接吸收太 陽能 進行分解反 應。
間接（敏化）光解：天然物 質（如腐殖 質）吸收 陽光 後， 將能量 轉移 給化合物， 導致其分解。
氧化反 應：天然物 質被 輻射 產生自由基或 純 態氧等中 間 體， 這些中 間 體 與化合物作用生成 轉化 產物。
光解作用 對有 機污染物有真正的分解效果，因 為它不可逆地改 變了反 應分子的 組成， 產生新的物 質， 從而影 響污染物的 歸 趨。光解 過程通常涉及紫外-可 見光 範圍的波 長， 這部分 輻射能有效 驅 動光化 學反 應。太 陽光在通 過大 氣 時，一部分被散射，因此地面接受的光 線 包括直射光和散射光， 後者在近紫外 區可占到50%以上。
利用UV紫外光的能量，光解可以使空 氣中的分子 變成 游離氧， 這些 游離氧再 與氧分子 結合生成臭氧， 用於破 壞 揮 發性有 機化合物（VOCs）中的有 機或 無 機高分子化合物的分子 鏈，最 終 轉化 為如二氧化碳（CO2）或水（H2O）等物 質。