光触媒在光照条件下，会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，可杀死细菌和分解有机污染物，把有机污染物分解成无污染的水（H2O）和二氧化碳（CO2），因而具有极强的抗菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气和水的功能。
除菌光触媒的杀菌原理是化学不稳定的超氧阴离子自由基（O2·）及羟基自由基（·OH）破坏细菌的细胞膜使细胞质流失，从而造成细菌的死亡，并且可以固化病毒的蛋白质载体，抑制病毒的活性。