現(xiàn)在水處理法最普遍采用的是活性污泥法等微生物處理法。這種方法的問題在于剩余污泥的產(chǎn)生，同時很難處理有機氯化物，不過使用光觸媒可以解決這些難分解的物質(zhì)。最初的方法是將粉末狀光觸媒分散于含有有害物質(zhì)的水中，然后進行紫外線照射，處理水中的有害物質(zhì)，但實用性較差。之后開發(fā)出將二氧化鈦溶膠直接包覆在玻璃管表面的膜狀光觸媒，然后將含有有害物質(zhì)的水流入管內(nèi)，進行水處理的裝置。
除了紫外線等人工光源，也開發(fā)了利用太陽光源的處理方法。即是在平板式太陽能聚熱器中放入顆粒狀光觸媒，利用太陽光進行處理。這種裝置既可以將處理后的水與光觸媒很容易地進行分離，又可以進行連續(xù)性水處理。
除此之外，利用光觸媒反應不僅可以處理有機有害物質(zhì)，目前也在進行去除重金屬離子的實驗。使用光觸媒可以使重金屬離子變成不容于水的氧化物，形成沉淀物而容易去除。目前市場上已有銷售這類的玻璃器皿，以及抑制水藻、水苔繁殖的水槽，抑制水腐蝕、使鮮花可以長久保鮮的花瓶等。
另外，目前二十四小時營業(yè)的公共浴室也引進了光觸媒技術作為殺菌用，并在凈水器、廢水處理裝置、飲料水凈化裝置、殺菌裝置、超純水制造裝置、以及染料廢水的脫色處理系統(tǒng)、簡易式凈水器、雨水凈化裝置、電鍍廢液中含有氰化物的分解裝置、環(huán)境荷爾蒙污染的河川的凈化系統(tǒng)等方面進行開發(fā)與利用。相關技術現(xiàn)在已經(jīng)取得了一定的進展，市場上也推出了一種將被污染地下水的有機溶劑氣化，然后利用光觸媒作用進行再分解的。
