敏化作用（英语：Sensitization）是一种在多个领域中都有应用的现象。在半导体本体中，敏化作用指的是产生电荷载体的过程。这种作用可以扩展光触媒的波长响应范围，使之能够利用可见光降解有色化合物。在心理学领域，敏化作用是一种非联系性学习的过程，重复的刺激会导致越来越剧烈的反应。这不仅限于被重复的刺激本身，而且常常使得一整类的刺激都会产生更激烈的反应。

敏化作用在化学中，特别是在溶胶化学中，指的是当加入的有机高分子化合物量小于起保护作用所需的最低数量时，不仅对溶胶无保护作用，反而会使溶胶对电解质更为敏感。这导致电解质对该溶胶的聚沉值减小，这种现象称为敏化作用。在半导体科学中，敏化作用涉及到金属氧化物半导体（如TiO2）的带隙调控，通过敏化可以使这些本身只能吸收紫外区光子的半导体响应可见光，从而在光触媒的应用中发挥更大的作用。

在心理学和神经科学中，敏化作用描述了一个个体对某一刺激的反应随着时间和重复刺激而增强的过程。这种学习形式表明，重复的刺激不仅使得对特定刺激的反应更为剧烈，而且可能导致对一类刺激的反应也变得更加敏感。这一现象在研究行为学、依赖性和疼痛管理等领域具有重要意义。