Già negli anni '30 del XX secolo sono stati scoperti materiali fotocatalitici basati sull'ossido di zinco. Nel 1967, il professor Kenichi Honda e lo studente di dottorato Akira Fujishima dell'Università di Tokyo scoprirono che l'elettrolisi dell'acqua può essere effettuata irradiando elettrodi di biossido di titanio con la luce, ovvero l'"Effetto Honda-Fujishima", che aprì la porta all'applicazione del biossido di titanio nel campo della fotocatalisi. Nel 1972, Nature pubblicò la ricerca di Fujishima e Honda sulla fotocatalisi nel campo della fotolisi dell'acqua. Ha aperto un nuovo capitolo nella ricerca fotocatalitica.
Nel 1976, Garey et al. hanno aperto la strada all'applicazione dei fotocatalizzatori nel campo della protezione ambientale, utilizzando la fotocatalisi per degradare gli inquinanti nell'acqua. Da allora, è diventata la principale direzione di ricerca quella di espandere il campo di applicazione dei materiali fotocatalizzatori semiconduttori nelle scienze della vita e convertire l'energia luminosa in altra energia.
Nel 2015, un'azienda giapponese ha sviluppato un nuovo tipo di particella fotocatalizzatore che dovrebbe risolvere il problema della carenza idrica. Le particelle sono composte da particelle di zeolite e particelle di biossido di titanio, che vengono accuratamente miscelate nelle acque reflue sotto irradiazione ultravioletta, il che può purificare le acque reflue a un livello potabile. La nuova apparecchiatura di purificazione dell'acqua fotocatalizzatore è piuttosto semplice ed efficiente e può purificare fino a 3 tonnellate di acqua in 1 giorno. I materiali fotocatalizzatori efficienti e puliti hanno attirato una forte attenzione nell'era del risparmio energetico.