Фотополимериза́ция (от фото... и полимеризация), образование макромолекул под действием света, главным образом УФ-излучения. Осуществляется в газовой, жидкой и твёрдой фазах. Излучение служит для инициирования реакции, которая далее развивается как обычная полимеризация (цепной механизм) или же каждый акт роста цепи требует поглощения кванта света (ступенчатый механизм).

При цепной фотополимеризации излучение может поглощаться непосредственно молекулами мономера или инициатора либо молекулами других веществ (фотосенсибилизаторов), которые затем передают молекулам мономера или инициатора энергию излучения. В газовой фазе в качестве фотосенсибилизаторов используют пары́ ртути Hg, кетоны и др., в жидкой – различные красители, многоядерные ароматические соединения и др.

В промышленности применяют главным образом цепную фотополимеризацию (получение оптически однородных изделий, например органического стекла, и некоторых стереорегулярных полимеров). Для отверждения покрытий, изготовления печатных форм, микросхем и т. п. используют фотополимеризацию в тонких плёнках.