Fotochemia – dział chemii fizycznej zajmujący się reakcjami, które zachodzą pod wpływem działania promieniowania elektromagnetycznego.Promieniowanie elektromagnetyczne oddziałuje na układ reakcyjny na różne sposoby. W szczególności może ono prowadzić do: inicjowania reakcji chemicznych, które dalej mogą już zachodzić bez udziału tego promieniowania być główną siłą napędową tych reakcji hamować postęp reakcji zmieniać przebieg reakcji zarówno w pożądanym jak i niepożądanym kierunku. prowadzić do rozkładu naświetlanych związków prowadzić do wewnętrznych przemian naświetlanych związków (np. do zmiany ich konformacji. Podstawowe prawo fotochemii, znane jako prawo Grotthussa-Drapera, głosi, że promieniowanie elektromagnetyczne musi być absorbowane przez układ reakcyjny, aby mieć jakikolwiek efekt na przebieg reakcji – brak absorpcji to brak efektu. Np. trawa jest zielona dlatego, że zawarte w jej liściach chlorofile absorbuje cały zakres promieniowania świetlnego oprócz światła zielonego, które jest przez liście odbijane. Powoduje to, że naświetlanie trawy światłem zielonym zatrzymuje fotosyntezę, która zachodzi na skutek absorpcji światła przez chlorofil. Drugie, podstawowe prawo fotochemii, prawo Starka-Einsteina, głosi, że jeden foton promieniowania elektromagnetycznego może zostać zaabsorbowany tylko przez jedną cząsteczkę chemiczną. Prawo to, zaproponowane pierwotnie przez Alberta Einsteina, zwane jest też prawem ekwiwalentności wzbudzania. Na jeden zaabsorbowany foton może przypadać tylko jedna wzbudzona cząsteczka. Fotochemia nie ogranicza się tylko do efektów powstających na skutek działania światłem, lecz obejmuje wszelkie interakcje promieniowania elektromagnetycznego z cząsteczkami chemicznymi w całym zakresie tego promieniowania. Badania prowadzone w obrębie fotochemii znajdują szereg konkretnych zastosowań – od wyboru związków chemicznych stosowanych na błonach fotograficznych po poprawę efektywności upraw rolnych.