光触媒的自清洁功能基于两个核心效应。第一，超亲水效应——TiO₂在紫外光照下，表面水接触角从50°-70°降至接近0°，形成约0.1-1nm厚的水分子层，使污染物难以附着。停止光照后超亲水状态可维持2-8小时（暗处）。第二，光催化降解效应——表面有机物在活性氧作用下被降解为CO₂和H₂O，对于5μm厚的油污膜，365nm紫外光照4小时后去除率达90%。日本产业技术综合研究所的户外测试表明，TiO₂自清洁玻璃在6个月暴露后表面有机物覆盖率仅8%，而普通玻璃为47%。光触媒自清洁涂料在实际建筑中应用可减少清洗频率约60%-80%，降低维护成本。
