光在水处理中的应用历史相当长。例如，1910年法国Cemovdeow等人在世界上首次将紫外线用于饮用水消毒，1960年后出现了较多的新型、高效紫外光源，由此促进了紫外线消毒技术的发展。1970年美国环保局完成了世界上第一座污水紫外线消毒示范工程。目前北美地区有300多套污水紫外线消毒装置，日本也有10多套这样的装置，欧洲地区也在推广应用紫外线消毒法处理污水。
    1972年A. Fujishima和K. Honda在《Nature》杂志上报道了水在Ti02电极上能够光催化分解。从此，光催化氧化这一新技术得到飞速发展，并应用于水处理领域。1976年J．H. Cary等人报道了在紫外光照射下，纳米级Ti02能使难降解的有机化合物多氯联苯脱氯。1977年Acher等人首先采用光敏化法灭菌，1985年美国田纳西州建成投产一座利用日光光敏化法进行污水灭菌的试验厂，1990年另一座类似处理厂在以色列建成投产，标志着光敏化氧化法已经实用化。
    1982 - 1986年间，A.L．Pmden等人对水中10多种优先控制的有机污染物进行了光催化氧化研究，其中大多为卤代烃类。1985 - 1988年间，R.W.Matthews等也对30多种水中有机物进行光催化氧化研究，其中包括苯、苯酚、苯胺等。与此同时，世界上许多国家科研人员采用光催化氧化法对去除水中有机污染物进行大量探索与应用研究。到20世纪90年代末，已经发现有3000多种难降解的有机物能在紫外光照射下通过Ti02迅速降解，并证实，此技术对于水中有机污染物浓度高或用其他方法很难降解时更具明显优势。
    美国太阳能研究所在美国能源部支持下，于1990年制定了利用太阳能和光催化剂来降解难处理的有机物的研究计划，提出1995 - 2000年争取实现大规模的工业废水处理应用。
    日本从20世纪80年代开始进行将Ti02光催化剂用于水净化处理的研究，到90年代末在有关诸多方面取得了重要成果，并得到一些实际应用。