Esta revisión se enfoca en los conceptos básicos y fundamentos sobre los procesos fotocatalíticos, se consideró al TiO2 para describir los factores que determinan las reacciones fotocatalíticas. Se aborda el mecanismo de fotoexcitación de acuerdo con el modelo de bandas y se utiliza la termodinámica para establecer las diferencias entre la catálisis y la fotocatálisis. Se revisan y discuten las principales estrategias de síntesis y modificación del TiO2 que conllevan a una mayor eficiencia de las reacciones fotocatalíticas; se consideran además las aplicaciones de la fotocatálisis y su importancia en la remediación ambiental.