تتضمن الطرق التجريبية الحديثة في الكيمياء الضوئية عدة تقنيات، منها:
1. البصمة الضوئية: وتعني دراسة تفاعلات الضوء مع المواد، من خلال قياس الاختلافات الكمية في امتصاص الضوء بين المركبات المختلفة.
2. الطيف الضوئي: وتتضمن هذه الطريقة قياس انفعال الضوء مع المركبات وتحليل الأطوال الموجية للضوء الذي تشترك فيه المادة.
3. الكيمياء الليزر: وهي تقنية لتوليد الضوء النقي الذي يستخدم بصفته مصدرًا للإثارة الإلكترونية لتفعيل الاختلافات الكيميائية في المواد.
4. الديناميكية الضوئية: وهي دراسة العمليات الكيميائية التي تحدث بعد امتصاص الضوء، وتشمل هذه العمليات التفاعلات السريعة، كالتفكك الكيميائي أو التأين، والتحويلات الإلكترونية الدخيلة.
5. الكيمياء الحيوية: وتختص هذه التقنية بدراسة العمليات الكيميائية الحيوية التي تحدث داخل الكائنات الحية، وتشمل تفاعلات الضوء مع البروتينات والإنزيمات والحمض النووي.