本申请提供一种光转化装置，包括第一封闭筒体和与所述第一封闭筒体同轴设置的第二封闭筒体，第一封闭筒体位于第二封闭筒体内，第一封闭筒体内设有近红外光源，第一封闭筒体和第二封闭筒体之间的空腔填充有上转换发光染料，近红外光源发出的近红外光经所述上转换发光染料转换成可见光。上述光催化反应装置，位于第一封闭筒体内的近红外光源发出的近红外光经充填于第一空腔的上转换染料转换成高能量的单线态激发态，实现了从低能量的近红外光到高能量的可见光的迁移，可有效催化位于第二空腔内的反应原料发生光化学反应。此外，本申请还提供一种光催化反应装置。