Η φωτοχημεία είναι ένας κλάδος στον τομέα της χημείας που επικεντρώνεται στη μελέτη χημικών αντιδράσεων που περιλαμβάνουν φως, είτε επειδή το φως δρα ως καταλύτης για αντιδράσεις είτε επειδή οι αντιδράσεις παράγουν φως. Σε πιο λεπτομερές επίπεδο, θα μπορούσαμε να πούμε ότι περιλαμβάνει τη μελέτη των αλληλεπιδράσεων μεταξύ φωτονίων και μορίων. Αυτός ο τομέας είναι εξαιρετικά διεπιστημονικός, με άτομα σε κλάδους όπως η βιολογία και η φυσική να ενδιαφέρονται για διάφορες πτυχές της φωτοχημείας.
Οι φωτοχημικές αντιδράσεις μπορούν να συμβούν με διάφορους τρόπους. Όταν τα μόρια απορροφούν ένα φωτόνιο, διεγείρονται, κάτι που μπορεί να προκαλέσει μια απόκριση όπως ο ισομερισμός, κατά τον οποίο τα άτομα σε ένα μόριο αναδιατάσσονται ή μια απλή εκπομπή φωτός ή το σπάσιμο ή η σφυρηλάτηση χημικών δεσμών. Ορισμένες χημικές αντιδράσεις μπορούν επίσης να οδηγήσουν στην εκπομπή φωτονίων, ένα άλλο θέμα ενδιαφέροντος στη φωτοχημεία, και μεταξύ των τρελών επιστημόνων, εάν τα λαμπερά ποτήρια ζέσεως σε δημοφιλείς ταινίες είναι κάποια ένδειξη.
Εκτός από τη μελέτη του φωτός στο ορατό φάσμα, οι φωτοχημιστές εξετάζουν επίσης το υπέρυθρο, το υπεριώδες και άλλες περιοχές του φάσματος. Οι εκπομπές από διαφορετικές περιοχές του φάσματος μπορούν να εμπλέκονται σε πολύ διαφορετικούς τύπους αντιδράσεων, καθιστώντας τη φασματοσκοπία σημαντικό μέρος της φωτοχημείας. Η έρευνα λαμβάνει χώρα συνήθως σε εργαστηριακό περιβάλλον, στο οποίο οι άνθρωποι έχουν πρόσβαση σε πολύ ευαίσθητο εξοπλισμό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πραγματοποίηση παρατηρήσεων και τη διεξαγωγή πειραμάτων.
Ένα κοινό παράδειγμα φωτοχημείας είναι η φωτοσύνθεση, η τεχνική που χρησιμοποιούν τα φυτά για να παράγουν ενέργεια από το φως, χρησιμοποιώντας τον ήλιο ως καταλύτη για χημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα μέσα στο φυτό. Η βιοφωταύγεια, ένα άλλο φυσικό φαινόμενο, είναι ένα άλλο εξαιρετικό παράδειγμα φωτοχημείας στην εργασία. Τα ζώα χρησιμοποιούν τη βιοφωταύγεια για τα πάντα, από το να δίνουν σήμα σε άλλους οργανισμούς, όπως φαίνεται να κάνουν οι πυγολαμπίδες, μέχρι να δελεάζουν το θήραμα, όπως φαίνεται με τη πεσκανδρίτσα στον ωκεανό. Η φωτογραφία βασίζεται επίσης στις αρχές της φωτοχημείας, από τη χρήση φωτοευαίσθητων ενώσεων σε φιλμ που αντιδρούν όταν εκτίθενται στο φως έως τη χρήση στοπ και σταθεροποιητή στο αναπτυσσόμενο δωμάτιο για να σταματήσουν οι φωτοευαίσθητες αντιδράσεις που συμβαίνουν στις επικαλύψεις που χρησιμοποιούνται στο φωτογραφικό χαρτί .
Πολλά κολέγια και πανεπιστήμια προσφέρουν εκπαίδευση στη φωτοχημεία σε φοιτητές στα τμήματα χημείας τους, και μερικά έχουν ολόκληρα τμήματα αφιερωμένα στη μελέτη της φωτοχημείας. Τα άτομα που ενδιαφέρονται για αυτόν τον τομέα μπορούν να εργαστούν σε ένα ευρύ φάσμα περιβαλλόντων, ανάλογα με τα ενδιαφέροντά τους και το επίπεδο εκπαίδευσής τους. Η εργασία ως φωτοχημικός είναι σίγουρα σπάνια βαρετή, χάρη στα μυριάδα των θεμάτων που μπορούν να εξερευνηθούν.