光化學反應又稱為光化作用，光催化作用，是指由一個原子、分子、自由基或離子吸收一個光子所引發的化學反應。物質一般在可見光或紫外線或者鎢燈，鹵化物燈，銻燈等各種光源的的照射下產生化學反應，簡而言之，是由物質的分子吸收光子后所引發的反應。同時，光化學反應在環境中主要是受陽光的照射，污染物吸收光子而使該物質分子處于某個電子激發態，而引起與其它物質發生的化學反應。
光化學反應可引起化合、分解、電離、氧化還原等過程。主要可分為兩類：一類是光合作用，如綠色植物使二氧化碳和水在日光照射下，借植物葉綠素的幫助，吸收光能，合成碳水化合物。另一類是光分解作用，如高層大氣中分子氧吸收紫外線分解為原子氧;染料在空氣中的褪色，膠片的感光作用等。
光化學反應儀主要用于研究氣相或液相介質、固定或流動體系、紫外光或模擬可見光照、以及反應容器是否負載光催化劑等條件下的光化學反應。具有提供分析反應產物和自由基的樣品，測定反應動力學常數，測定量子產率等功能，廣泛應用化學合成、環境保護以及生命科學等研究領域。