تشمل العمليات الكيميائية التي يمكن تحسينها باستخدام الكيمياء الضوئية ما يلي:
1- تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية: يمكن استخدام الكيمياء الضوئية لتحويل الضوء الشمسي في الطاقة الكهروضوئية أو في الطاقة الكيميائية داخل الخلايا الضوئية أو في العمليات الكيميائية التي تؤدي إلى تكوين المواد العضوية من المواد اللاعضوية.
2- تحسين عمليات التحفيز الضوئي: يمكن استخدام الكيمياء الضوئية لتحسين عمليات التحفيز الضوئي التي تستخدم لتفعيل الجزيئات الكيميائية وتسريع انتقال الإلكترونات أو حدوث التفاعلات الكيميائية.
3- تحسين العمليات الكيميائية المعقدة: باستخدام الكيمياء الضوئية، يمكن تسريع العمليات الكيميائية المعقدة وتحويل المواد الكيميائية إلى المنتجات والمركبات المطلوبة بطرق أكثر فعالية.
4- تحسين إزالة الملوثات: يمكن استخدام الكيمياء الضوئية من أجل إزالة الملوثات من المياه والهواء وتحسين جودة البيئة.ية.