Fotoliz, kimyasal bir bileşiğin fotonlar tarafından parçalandığı bir reaksiyon türüdür. Bir veya daha fazla fotonun hedef molekül ile etkileşimi olarak tanımlanır. Fotoliz, biyoloji, kimya ve fizik gibi pek çok bilim dalında önemli bir rol oynar.
Biyolojide, fotoliz en çok fotosentez olayında görülür. Fotosentez, bitkilerin ışık enerjisini kullanarak karbondioksit ve suyu glikoz ve oksijene dönüştürmesidir. Fotosentezde, ışık enerjisi su moleküllerini hidrojen ve oksijene ayırır. Bu işleme suyun fotolizi denir. Suyun fotolizi, ATP ve NADPH 2 üretimi için gerekli olan elektron ve hidrojeni sağlar. Ayrıca, fotosentezle oluşan oksijen de bu esnada açığa çıkar.
Kimyada, fotoliz özellikle morötesi ışık ile gerçekleşen bir ayrışma reaksiyonudur. Morötesi ışık, yüksek enerjili fotonlar içerir ve bazı molekülleri parçalayabilir. Örneğin, ozon tabakasında bulunan ozon molekülleri morötesi ışık ile oksijen molekülleri ve atomlarına ayrılır. Bu işleme ozonun fotolizi denir. Ozonun fotolizi, atmosferdeki kimyasal dengenin korunmasına katkıda bulunur.
Fizikte, fotoliz atomların veya çekirdeklerin fotonlarla etkileşerek parçalanması anlamına gelir. Bu işleme fotoiyonizasyon veya foto-fisyon denir. Fotoiyonizasyon, bir atomun veya molekülün bir elektronunu kaybederek iyonlaşmasıdır. Foto-fisyon ise, bir atom çekirdeğinin iki veya daha fazla parçaya bölünmesidir. Fotoiyonizasyon ve foto-fisyon, yüksek enerjili fotonlarla gerçekleşir.
