Fotosynteza to proces odżywiania się roślin, polegający na zamianie takich substancji nieorganicznych jak woda i dwutlenek węgla w cukry, które stanowią pożywienie roślin. Zasadniczą rolę w tym procesie odgrywa światło słoneczne (lub inne źródło światła), które przetwarzane jest na energię.Nauka potrafi sztucznie naśladować ten proces. Naukowcy używają naturalnego światła słonecznego, by przetworzyć wodę w wodór i tlen stosując do tego zarówno komponenty biologiczne, jak i opracowaną technologię. Pochodzący z tego działania wodór może być skutecznym źródłem energii.
Fotokataliza może służyć do do uzdatniania wody, filtracji powietrza, oczyszczania powierzchni ,wytwarzania tlenu w miejscach gdzie jest on niedostępny np. na stacji kosmicznej oraz - wytwarzania paliw na drodze redukcji wody do wodoru lub redukcji dwutlenku węgla do metanu lub metanolu.