يمكن استخدام مجموعة متنوعة من المواد الخام في الكيمياء الضوئية، من بينها:
1- المركبات العضوية: مثل الألديهايدات، الكيتونات، الإسترات والأملاح العضوية.
2- المواد اللاعضوية: مثل أكسيد التيتانيوم، وأكسيد الزنك، وأكسيد الحديد.
3- الأصباغ الضوئية: مثل الأصباغ العضوية الخضراء والزرقاء والحمراء.
4- المواد البوليمرية: مثل البوليمرات الضوئية والأسيتيلين.
5- المعادن: مثل الذهب والفضة والنحاس.
6- المواد الحيوية: مثل الكلوروفيل والهيموجلوبين.
وتتمثل الفائدة الرئيسية للكيمياء الضوئية في استخدام الإشعاع الضوئي لتحفيز المواد الخام وتحفيز تفاعلاتها بينها، مما ينتج عنها إنتاج العديد من المركبات النافعة، مثل الأدوية والمواد الكيميائية والمواد البوليمرية والأصباغ والمواد الحيوية والإضاءة الكيميائية.