光エネルギーによって促進される化学反応。分子が光エネルギーを吸収した結果、電子が励起されて励起状態になり、分子間の反応が促進される。太陽系内では、地球大気でのオゾン生成や、タイタン大気中でのエタンや有機分子生成などが光化学反応の例である。光化学反応は宇宙空間での有機物の生成にも重要な役割をはたしている。H₂O, CO, NH₃, CH₄などのアモルファス氷に紫外線を照射すると、イオンラジカルが形成されて、反応性が高くなりさまざまな有機物が生成されることが実験で確認されている。