Już w latach 30. XX wieku odkryto materiały fotokatalizujące na bazie tlenku cynku. W 1967 roku profesor Kenichi Honda i doktorant Akira Fujishima z Uniwersytetu Tokijskiego odkryli, że elektrolizę wody można przeprowadzić poprzez napromienianie światłem elektrod z dwutlenku tytanu, co wywołało tzw. „efekt Hondy-Fujishima”, który otworzył drzwi do zastosowania dwutlenku tytanu w fotokatalizie. W 1972 roku Nature opublikowało badania Fujishimy i Hondy dotyczące fotokatalizy w dziedzinie fotolizy wody. Otworzyło to nowy rozdział w badaniach fotokatalitycznych.
W 1976 roku Garey i in. był pionierem zastosowania fotokatalizatorów w ochronie środowiska, wykorzystując fotokatalizę do degradacji substancji zanieczyszczających wodę. Od tego czasu głównym kierunkiem badań stało się poszerzanie zakresu zastosowań półprzewodnikowych materiałów fotokatalizatorowych w naukach przyrodniczych i przekształcanie energii świetlnej w inną energię.
W 2015 roku japońska firma opracowała nowy typ cząstek fotokatalizatora, który ma rozwiązać problem niedoboru wody. Cząsteczki składają się z cząstek zeolitu i cząstek dwutlenku tytanu, które są dokładnie mieszane w ściekach pod wpływem promieniowania ultrafioletowego, co może oczyścić ścieki do poziomu nadającego się do picia. Nowy sprzęt do oczyszczania wody za pomocą fotokatalizatora jest dość prosty i wydajny i może oczyścić do 3 ton wody w ciągu 1 dnia. Wydajne i czyste materiały fotokatalizatorowe cieszą się dużym zainteresowaniem w dobie oszczędzania energii.