Fotoreaktivacija je proces koji je otkrio Kelner 1949.godine. To je jedan od mehanizama koji ispravljaju (repariraju) mutacije DNK poslije ultraljubičastog zračenja (ultraljubičasta svjetlost; kratica UV prema eng. ultraviolet). Izazivanje prekida u DNK lancima i izmjene građe specifičnih baza pod djelovanjem UV-zračenja ima velike posljedice po organizam. Međutim, primijećeno je da su neke bakterije i virusi manje osjetljivi od drugih na ovakva zračenja. Utvrđeno je da se kod ovih organizama mogu »popraviti« povrede u DNK izazvane zračenjem, a ako se u tim »oporavljajućim« sustavima dogodi poremećaj, organizam više nije sposoban preživjeti zračenje, tj. postaje »osjetljiv« na njega.
Intenzivna istraživanja u ovom području su pokazala da postoji nekoliko mogućih mehanizama opravke (repariranja) DNK molekula tako da ih u osnovi možemo podijeliti na:
1. prereplikativnu reparaciju
2. postreplikativnu reparaciju
Prereplikativna reparacija se također može podjeliti na dva tipa, a to su: fotoreaktivizacija i reparacija DNK putem resinteze.
Suština procesa fotoreaktivacije sastoji se u monomerizaciji dimera pirimidinskih baza (razbijanjem kovalentnih veza koje povezuje dimeri), uz učešće svjetlosne energije. Fotoreaktivacija je enzimatski proces koji nastaje uz učešće svjetlosne energije vidljivog dijela spektra UV-vala veće valne dužine (od 3100 do 5000 Ångstroma). Ovaj proces je specifičan samo za »povrede« DNK izazvane UV-zračenjem i to samo ako su u pitanju dimeri pirmidinskih baza.
Istraživanja su pokazala da postoji enzim koji u mraku vežu sa DNK, ozračenom UV zrakama, u stabilan kompleks, zatim uz učešće energije kvanta enzim razara kovalentne veze koje oblikuju dimeri, što in situ dovodi do nastanka monomera i oslobađanja enzima. Primijećeno je da najveću brzinu monomerizacije imaju dimeri timina, a također da fotoreaktivacija nikada nije potpuna, već obuhvaća od 80% (in situ) do 90% (in vitro) dimera pirimidina.
Još nije dovoljno jasna priroda enzima fotoreaktivacije iako ga je Muhammed, 1966. godine, izolirao u čistom obliku. Po ovim podatcima to je složen enzim koji se sastoji iz najmanje dvije subjedinice. Prisustvo ovoga enzima utvrđeno je u različitim tkivima bezkralježnjaka i kralježnjaka (premda su podatci za sisavce kontradiktorni). Unutar stanice enzim je lokaliziran u jezgri, a kod bakterija nađena je asocijacija ovoga enzima sa DNK. Enzim fotoreaktivacije genetički je kontroliran, tako npr. na genetičkoj karti E. coli ustanovljen je lokus phr koji determinira taj enzim.
Pored opisanog tipa fotoreaktivacije (enzimska fotoreaktivacija) postoji i tzv. direktna fotoreaktivacija, prilikom koje dolazi, uslijed prisustva energije kvanta, do fotokemijskog razaranja dimera u DNK.