Fotolyysi (kreikan sanoista "phos" - valo ja "lysis" - liukeneminen) on molekyylin hajoamisprosessi valon vaikutuksesta. Yksi esimerkki tällaisesta prosessista on veden fotolyysi, joka tapahtuu fotosynteesin aikana.
Fotosynteesin aikana klorofylli absorboi valoenergiaa, jota sitten käytetään muuttamaan hiilidioksidia ja vettä glukoosiksi ja hapeksi. Ennen kuin klorofylli voi käyttää valoenergiaa, veden on kuitenkin absorboitava tämä energia.
Veden fotolyysi tapahtuu kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa vesimolekyyli absorboi valon fotonin, mikä johtaa radikaalin hydroksyylikationin (OH·) ja protonin (H+) muodostumiseen. Toisessa vaiheessa hydroksyyliradikaalin kationi reagoi nopeasti toisen vesimolekyylin kanssa muodostaen happimolekyylin ja kaksi protonia.
Veden fotolyysi on siis erittäin tärkeä prosessi fotosynteesissä, koska se tarjoaa elämälle tarvittavan hapen. Lisäksi tätä menetelmää voidaan käyttää teollisesti tuottamaan vetyä, jota voidaan käyttää polttoaineena.
Kaiken kaikkiaan fotolyysi on tärkeä prosessi biologisissa ja kemiallisissa järjestelmissä, ja sen ymmärtäminen auttaa meitä ymmärtämään paremmin näitä prosesseja ja käyttämään niitä hyödyksemme.