تستخدم تطبيقات الكيمياء الضوئية في مجال البحث العلمي عدة طرق، ومن أهمها:
1. التحليل الكيميائي الضوئي: وهو استخدام الضوء لقياس تركيز العناصر الكيميائية في المواد.
2. الفوتوكاتاليس: حيث تستخدم المواد الفوتوكاتاليسية لتحفيز التحولات الكيميائية بواسطة الاستفادة من طاقة الضوء.
3. الفوتوديجرام: وهو استخدام الضوء لقياس الكميات الضوئية للعناصر الكيميائية في العينات.
4. الفلورسنس: وهو استخدام الضوء لقياس تفاعلات الإشعاع التي تتم بين الجزيئات.
5. الصورة الفوتوغرافية: وهي التقنية التي تقوم على استخدام الضوء لإنتاج صور مرئية من خلال تفاعل الضوء مع المواد الكيميائية الحساسة للضوء.