빛을 흡수한 물질의 화학 반응 또는 화학 반응에 수반되는 발광(發光) 등의 현상을 연구하는 물리 화학의 한 분야.

광화학을 지배하는 기초적 법칙이 수립된 것은 비교적 최근의 일이다.

광화학은 기초적인 분야로서 원자나 분자의 전자 상태, 자유 라디칼의 생성 및 반응, 기본 반응 과정 등의 연구와 밀접한 관계가 있다. 또 방사선 화학, 우주 화학, 빛에 의한 유기 합성, 식물의 광합성, 사진 화학, 형광, 인광 등의 여러 연구와도 깊은 관련을 가지고 발전하고 있다.