การย่อยสลายด้วยแสง (อังกฤษ: photodegradation) เป็นการแตกของโมเลกุลที่เกิดจากการดูดซับโฟตอน ที่มาจากความยาวคลื่นของแสงอาทิตย์ เช่นรังสีอินฟราเรด แสงที่ตามองเห็น และรังสีอัลตราไวโอเลต รูปแบบของอนุภาครังสีชนิดอื่นๆอาจทำให้เกิดการย่อยสลายด้วยแสงได้ การย่อยสลายด้วยแสงนี้รวมถึงการสลายตัวของสารที่มีโครงสร้างขนาดใหญ่ไปเป็นสารที่มีโครงสร้างโมเลกุลขนาดเล็กกว่า การเปลี่ยนรูปโมเลกุลไปอยู่ในสภาพที่เปลี่ยนแปลงกลับเป็นอย่างเดิมไม่ได้ เช่น การเสียสภาพของโปรตีน และการเติมอะตอมบางชนิดเข้าในโมเลกุล ตัวอย่างที่เห็นได้โดยทั่วไปคือการกำจัดของเสียในน้ำดื่มหรือน้ำเสียด้วยแสงแดด