Fotochemija yra chemijos srities šaka, kuri yra orientuota į cheminių reakcijų, kurių metu dalyvauja šviesa, tyrimą dėl to, kad šviesa veikia kaip reakcijų katalizatorius, arba todėl, kad reakcijos gamina šviesą. Išsamesniu lygmeniu galima sakyti, kad tai apima fotonų ir molekulių sąveikos tyrimą. Ši sritis yra labai tarpdisciplininė, o žmonės iš tokių disciplinų kaip biologija ir fizika domisi įvairiais fotochemijos aspektais.
Fotocheminės reakcijos gali vykti įvairiais būdais. Kai molekulės sugeria fotoną, jos susijaudina, o tai gali sukelti atsaką, pvz., izomerizaciją, kai molekulėje esantys atomai persitvarko, arba paprasčiausią šviesos spinduliavimą arba cheminių ryšių nutrūkimą ar mezgimą. Tam tikros cheminės reakcijos taip pat gali sukelti fotonų emisiją, kitą fotochemijos temą, ir tarp pamišusių mokslininkų, jei švytinčios stiklinės populiariuose filmuose yra koks nors požymis.
Be to, kad tiria šviesą matomame spektre, fotochemikai taip pat žiūri į infraraudonųjų, ultravioletinių ir kitas spektro sritis. Išspinduliavimas iš skirtingų spektro sričių gali būti įtrauktas į labai skirtingas reakcijas, todėl spektroskopija yra svarbi fotochemijos dalis. Tyrimai paprastai vyksta laboratorinėje aplinkoje, kurioje žmonės turi prieigą prie labai jautrios įrangos, kurią galima naudoti stebėjimams ir eksperimentams atlikti.
Vienas iš dažniausių fotochemijos pavyzdžių yra fotosintezė – augalų naudojama technologija energijai iš šviesos generuoti, naudojant saulę kaip augalo viduje vykstančių cheminių reakcijų katalizatorių. Bioliuminescencija, kitas gamtos reiškinys, yra dar vienas puikus fotochemijos pavyzdys darbe; gyvūnai naudoja bioliuminescenciją viskam, pradedant signalizavimu kitiems organizmams, kaip atrodo, kad tai daro ugniagesiai, ir baigiant grobio priviliojimu, kaip matyti su jūrinėmis žuvelėmis vandenyne. Fotografija taip pat remiasi fotochemijos principais – nuo šviesai jautrių junginių naudojimo ant plėvelės, kurios reaguoja į šviesą, iki stabdiklio ir fiksatoriaus panaudojimo ryškinimo patalpoje, siekiant sustabdyti šviesai jautrias reakcijas, atsirandančias ant fotopopieriaus naudojamų dangų. .
Daugelis kolegijų ir universitetų siūlo fotochemijos mokymus savo chemijos katedrų studentams, o kai kuriuose yra ištisi skyriai, skirti fotochemijos studijoms. Žmonės, kurie domisi šia sritimi, gali dirbti įvairiose aplinkose, priklausomai nuo jų interesų ir išsilavinimo lygio. Fotochemiko darbas tikrai retai būna nuobodus, nes galima išnagrinėti daugybę temų.