تستخدم الكيمياء الضوئية في إعادة تدوير النفايات عن طريق استخدام الضوء لتحفيز تفاعلات كيميائية في مواد النفايات لتحويلها إلى مواد ذات قيمة عالية. يمكن استخدام أشعة الشمس أو أضواء LED لتحفيز هذه التفاعلات.
ومن الأمثلة المعروفة لفعالية الكيمياء الضوئية في إعادة تدوير النفايات هي العملية التي تستخدم الأشعة فوق البنفسجية لتحليل المواد العضوية في المخلفات الزراعية والغابات وتحويلها إلى غاز البيوغاز. كذلك يتم استخدام الكيمياء الضوئية لإعادة تدوير الألياف الزجاجية والفقاعات البلاستيكية في الأجهزة الإلكترونية و الكمبيوترات بطريقة فعالة ومستدامة.
إذا تم تطوير تقنيات متقدمة للاستفادة من الكيمياء الضوئية لإعادة تدوير المواد، فقد يتمكن العالم من إيجاد حلول جديدة ورائدة لمشكلة التلوث الناتجة عن النفايات في المستقبل.