左記モデル図をご参照下さい。

人工植物の表面の酸化チタン薄膜の表面に光が当たると電子(e-)と正孔(h+)が発生します。普通の物質の表面であればこれらはすぐに再結合して元に戻ってしまいますが酸化チタン光触媒上ではこの不安定な状態がしばらく存在し続けます。

酸化チタンの特徴は正孔側の強力な酸化力。触媒表面の水分が正孔により酸化されると酸化力の強いヒドロキシラジカル（・OH）が出来ます。このヒドロキシラジカル（・OH）がヤニや菌などの有機化合物と反応します。