与传统的四电子途径相比，通过两电子途径光催化分解水是一种动力学上更有利的产生H₂的方法。尽管已经投入了大量精力研究两电子途径水分解的应用，但其固有缺陷仍然抑制着太阳能-氢能转换效率。本综述讨论了通过两电子途径进行光催化水分解的机理和挑战。然后描述了通过两电子途径高效生产H₂的新型光催化剂制备和改性策略的最新进展，如形貌和结构调制、元素掺杂、助催化剂负载和异质结构构建等。此外，还介绍了进一步分解产物H₂O₂、释放O₂的分步两电子途径的发展，展示了对分步过程至关重要的具有高H₂O₂分解活性的合适的助催化剂。最后，简要概述了两电子途径光催化分解水商业化应用面临的机遇和挑战。