Ще в 30-х роках 20 століття були відкриті фотокаталізаторні матеріали на основі оксиду цинку. У 1967 році професор Кенічі Хонда та докторант Акіра Фудзісіма з Токійського університету виявили, що електроліз води можна здійснювати шляхом опромінення електродів з діоксиду титану світлом, а саме «ефект Хонда-Фудзісіма», який відкрив двері для застосування діоксиду титану в області фотокаталізу. У 1972 році журнал Nature опублікував дослідження Фудзісіми та Хонди з фотокаталізу в області фотолізу води. Це відкрило новий розділ у фотокаталітичних дослідженнях.
У 1976 році Garey та ін. був першим у застосуванні фотокаталізаторів у сфері захисту навколишнього середовища, використовуючи фотокаталіз для розкладання забруднюючих речовин у воді. З тих пір основним напрямком досліджень стало розширення сфери застосування напівпровідникових фотокаталізаторів у науці про життя та перетворення енергії світла в іншу енергію.
У 2015 році японська компанія розробила новий тип частинок фотокаталізатора, який, як очікується, вирішить проблему нестачі води. Частинки складаються з частинок цеоліту та частинок діоксиду титану, які ретельно змішуються в стічних водах під ультрафіолетовим опроміненням, що може очистити стічні води до рівня, придатного для пиття. Нове фотокаталізаторне водоочисне обладнання є досить простим і ефективним і може очистити до 3 тонн води за 1 добу. Ефективні та чисті фотокаталізаторні матеріали привернули велику увагу в епоху енергозбереження.