Już w latach 30. XX wieku odkryto materiały fotokatalizatorowe na bazie tlenku cynku. W 1967 roku profesor Kenichi Honda i doktorant Akira Fujishima z Uniwersytetu Tokijskiego odkryli, że elektrolizę wody można przeprowadzić poprzez napromieniowanie światłem elektrod z dwutlenku tytanu, a mianowicie „efekt Hondy-Fujishimy”, co otworzyło drzwi do zastosowania dwutlenku tytanu w dziedzinie fotokatalizy. W 1972 roku Nature opublikował badania Fujishimy i Hondy nad fotokatalizą w dziedzinie fotolizy wody. Otworzyło to nowy rozdział w badaniach fotokatalitycznych.
W 1976 r. Garey i in. byli pionierami w stosowaniu fotokatalizatorów w dziedzinie ochrony środowiska, wykorzystując fotokatalizę do degradacji zanieczyszczeń w wodzie. Od tego czasu głównym kierunkiem badań stało się rozszerzenie pola zastosowań półprzewodnikowych materiałów fotokatalizatorowych w naukach przyrodniczych i przekształcanie energii świetlnej w inną energię.
W 2015 roku japońska firma opracowała nowy typ 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 zdatnego do picia. Nowy sprzęt do oczyszczania wody za pomocą fotokatalizatora jest dość prosty i wydajny, a w ciągu 1 dnia może oczyścić do 3 ton wody. Wydajne i czyste materiały fotokatalizatora przyciągnęły dużą uwagę w erze oszczędzania energii.