光化学反应又称为光化作用，光催化作用，是指由一个原子、分子、自由基或离子吸收一个光子所引发的化学反应。物质一般在可见光或紫外线或者钨灯，卤化物灯，锑灯等各种光源的的照射下产生化学反应，简而言之，是由物质的分子吸收光子后所引发的反应。同时，光化学反应在环境中主要是受阳光的照射，污染物吸收光子而使该物质分子处于某个电子激发态，而引起与其它物质发生的化学反应。
光化学反应可引起化合、分解、电离、氧化还原等过程。主要可分为两类：一类是光合作用，如绿色植物使二氧化碳和水在日光照射下，借植物叶绿素的帮助，吸收光能，合成碳水化合物。另一类是光分解作用，如高层大气中分子氧吸收紫外线分解为原子氧;染料在空气中的褪色，胶片的感光作用等。
光化学反应仪主要用于研究气相或液相介质、固定或流动体系、紫外光或模拟可见光照、以及反应容器是否负载光催化剂等条件下的光化学反应。具有提供分析反应产物和自由基的样品，测定反应动力学常数，测定量子产率等功能，广泛应用化学合成、环境保护以及生命科学等研究领域。