Fotokromizam je reverzibilna promjena boje, točnije proces koji opisuje promjenu boje u prisutnosti ultraljubičastog (UV), vidljivog i infracrvenog (IR) svjetla. Ovaj fenomen se obično viđa kod prijelaznih leća, koje su vrste naočalnih leća koje potamne na vanjskoj sunčevoj svjetlosti i postaju jasne na unutarnjem svjetlu. Fotokromna tvar pokazuje promjenu boje pod prisutnošću određenih vrsta svjetlosti, na primjer, UV sunčeve svjetlosti koja aktivira prijelazne leće. Fenomen se javlja zbog apsorpcijskih karakteristika molekularnog materijala kao odgovora na zračenje valne duljine. Različiti materijali mogu reagirati vlastitim karakterističnim spektrom prijenosa koji se transformira u prisutnosti varijacija svjetlosti.
Točno razumijevanje ovog fenomena prvi je otkrio njemački židovski organski kemičar dr. Willi Marckwald (1864.–1950.), koji se također zvao Willy Markwald, 1899. godine i do 1950-ih nazivao fototropiju. Također je zaslužan za otkriće Radija F, izotopa polonija Pierrea i Marie Curie, tijekom svog mandata na Sveučilištu u Berlinu. Iako su drugi promatrali fotokromni fenomen još 1867., Marckwald ga je činjenično utvrdio u svojoj studiji ponašanja benzo-1-naftirodina i tetrakloro-1,2-keto-naftalenona pod svjetlom.
Jednostavno rečeno, kemijski spoj izložen svjetlu pretvara se u drugi kemijski spoj. U nedostatku svjetla, pretvara se natrag u izvorni spoj. One su označene kao reakcije naprijed i nazad.
Promjene boja mogu se dogoditi u organskim i umjetnim spojevima, a također se mogu dogoditi u prirodi. Reverzibilnost je ključni kriterij u imenovanju ovog procesa, iako se može dogoditi ireverzibilni fotokromizam ako materijali prolaze kroz trajnu promjenu boje uz izlaganje ultraljubičastom zračenju. To, međutim, spada pod kišobran fotokemije.
Brojne fotokromne molekule kategorizirane su u nekoliko klasa; oni mogu uključivati spiropirane, diariletene i fotokromne kinone, između ostalih. Anorganski fotokromi mogu uključivati srebro, srebrni klorid i cinkove halogenide. Srebrni klorid je spoj koji se obično koristi u proizvodnji fotokromnih leća.
Druge primjene fotokromizma nalaze se u supramolarnoj kemiji, kako bi se indicirali molekularni prijelazi promatranjem karakterističnih fotokromnih pomaka. Trodimenzionalna optička pohrana podataka koristi fotokromizam kako bi stvorila memorijske diskove koji mogu držati terabajt podataka, ili u biti 1,000 gigabajta. Mnogi proizvodi koriste ovu izmjenu za stvaranje atraktivnih značajki za igračke, tekstil i kozmetiku.
Promatranje fotokromnih traka u određenim dijelovima svjetlosnog spektra omogućuje nedestruktivno praćenje procesa i prijelaza povezanih sa svjetlom. Nanotehnologija se oslanja na fotokromizam u proizvodnji tankih filmova. Učinak može biti u korelaciji s reakcijama bojenja na površini filma, koji se može koristiti u bilo kojem broju optičkih ili materijalnih aplikacija tankog filma; na primjer, upotreba uključuje proizvodnju poluvodiča, filtara i druge tehničke površinske obrade.
Obično se fotokromni sustavi temelje na unimolekularnim reakcijama koje se javljaju između dva stanja s značajno različitim spektrom apsorpcije. Proces je često reverzibilni pomak toplinskog zračenja, odnosno topline, kao i vidljive spektralne svjetlosti. Primjena ovog fenomena na potrošačke proizvode, kao i na industrijske tehnologije, uključuje povezivanje ovih prirodnih molekularnih promjena s poželjnim prijenosom svjetlosti i apsorpcijom za mnoštvo poželjnih učinaka. Inženjering energetskih pojaseva proizvoda i tehnologija uvelike je poboljšan ovim modifikacijama osjetljivim na boje između svjetla, materijala i elemenata.