Fotochimia este o ramură din domeniul chimiei care se concentrează pe studiul reacțiilor chimice care implică lumină, fie pentru că lumina acționează ca catalizator pentru reacții, fie pentru că reacțiile produc lumină. La un nivel mai detaliat, s-ar putea spune că implică studiul interacțiunilor dintre fotoni și molecule. Acest domeniu este foarte interdisciplinar, oamenii din discipline precum biologia și fizica fiind interesați de diverse aspecte ale fotochimiei.
Reacțiile fotochimice pot avea loc în mai multe moduri. Atunci când moleculele absorb un foton, ele se excită, ceea ce poate declanșa un răspuns precum izomerizarea, în care atomii dintr-o moleculă se rearanjează, sau o simplă emisie de lumină, sau ruperea sau forjarea legăturilor chimice. Anumite reacții chimice pot duce, de asemenea, la emisia de fotoni, un alt subiect de interes în fotochimie și printre oamenii de știință nebuni, dacă paharele strălucitoare din filmele populare sunt vreo indicație.
Pe lângă studierea luminii din spectrul vizibil, fotochimiștii se uită și la infraroșu, ultraviolete și alte zone ale spectrului. Emisiile din diferite zone ale spectrului pot fi implicate în tipuri foarte diferite de reacții, făcând spectroscopia o parte importantă a fotochimiei. Cercetarea are loc de obicei într-un mediu de laborator, în care oamenii au acces la echipamente foarte sensibile care pot fi folosite pentru a face observații și a efectua experimente.
Un exemplu comun de fotochimie este fotosinteza, tehnica folosită de plante pentru a genera energie din lumină, folosind soarele ca catalizator pentru reacțiile chimice care au loc în interiorul plantei. Bioluminiscența, un alt fenomen natural, este un alt exemplu excelent de fotochimie la lucru; animalele folosesc bioluminiscența pentru orice, de la semnalizarea altor organisme, așa cum par să facă licuricii, până la ademenirea prăzii, așa cum se vede cu peștișorul în ocean. Fotografia se bazează, de asemenea, pe principiile fotochimiei, de la utilizarea compușilor fotosensibili pe film care reacționează atunci când sunt expuși la lumină până la folosirea opritorului și a fixatorului în camera de dezvoltare pentru a opri reacțiile fotosensibile care apar în acoperirile utilizate pe hârtie foto .
Numeroase colegii și universități oferă studenților din departamentele de chimie cursuri de formare în fotochimie, iar unele au departamente întregi dedicate studiului fotochimiei. Persoanele care sunt interesate de acest domeniu pot lucra într-o gamă largă de medii, în funcție de interesele lor și de nivelul lor de educație. Munca ca fotochimist este cu siguranță rareori plictisitoare, datorită multitudinii de subiecte care pot fi explorate.