Redan på 30-talet av 1900-talet har fotokatalysatormaterial baserade på zinkoxid upptäckts. 1967 upptäckte professor Kenichi Honda och doktorand Akira Fujishima vid University of Tokyo att elektrolys av vatten kan utföras genom att bestråla titandioxidelektroder med ljus, nämligen "Honda-Fujishima Effect", vilket öppnade dörren till applikationen titandioxid inom fotokatalysområdet. 1972 publicerade Nature Fujishima och Hondas forskning om fotokatalys inom området fotolys av vatten. Det har öppnat ett nytt kapitel i fotokatalytisk forskning.
År 1976, Garey et al. banade väg för tillämpningen av fotokatalysatorer inom miljöskyddsområdet, genom att använda fotokatalys för att bryta ned föroreningar i vatten. Sedan dess har det blivit den huvudsakliga forskningsinriktningen att utvidga tillämpningsområdet för halvledarfotokatalysatormaterial inom biovetenskap och omvandla ljusenergi till annan energi.
2015 utvecklade ett japanskt företag en ny typ av fotokatalysatorpartiklar som förväntas lösa problemet med vattenbrist. Partiklarna är sammansatta av zeolitpartiklar och titandioxidpartiklar, som blandas ordentligt i avloppsvattnet under ultraviolett bestrålning, vilket kan rena avloppsvattnet till en drickbar nivå. Den nya fotokatalysatorvattenreningsutrustningen är ganska enkel och effektiv och kan rena upp till 3 ton vatten på 1 dag. Effektiva och rena fotokatalysatormaterial har väckt stor uppmärksamhet under energisparandets tid.