El impacto de la actividad humana está cada vez más reflejado en el medio ambiente. La alteración de los ecosistemas debida a la contaminación y a la mala gestión de los recursos hídricos son actualmente temas de gran preocupación.Una de las estrategias planteadas para la descontaminación de aguas es la destrucción de la materia orgánica indeseable presente en ella mediante procesos fuertemente oxidantes, que implican la generación de radicales, denominados procesos avanzados de oxidación (PAO). Para ello, es necesaria la acción de un oxidante como el oxígeno, ozono o peróxido de hidrógeno, pudiendo mejorar su eficacia si se combina con una fuente de radiación y/o un catalizador. Con este objetivo, el trabajo que se presenta se centra en la aplicación de procesos fotoquímicos de oxidación avanzada empleando ozono, radiación (solar o LED) y distintos materiales fotocatalíticos. En concreto, se estudia el papel de la radiación en la de descomposición del ozono en el proceso de foto-ozonización solar, así como la eficacia de distintos fotocatalizadores (TiO2 soportado en carbón activo magnetizado, TiO2 soportado en grafeno magnétizado, TiO2 soportado en anillos de vidrio y el compuesto metal-orgánico de hierro, MIL-100(Fe)) en la degradación de la materia orgánica en diferentes efluentes de agua residual (agua ultrapura dopada con contaminantes, agua residual doméstica, agua residual doméstica sintética o agua residual industrial).Human activity is causing damaging effects on the environment. The disruption of ecosystems due to pollution and poor management of water resources are greatly concerning issues nowadays. One of the strategies under consideration for the destruction of the undesirable pollutants in water considers the use of strong oxidizing processes with the generation of free radical species as secondary oxidants, the so called advanced oxidation processes (AOPs). For that purpose, the action of powerful oxidants such as ozone or hydrogen peroxide is usually needed. Besides, the efficiency of AOPs can be further improved if radiation and/or catalysts are combined with the chemical oxidants.Thus, the hereby work deals with the applicability of photo-chemical advanced oxidation processes in combination with ozone and different photocatalytic materials. Concretely, the role of the radiation on the aqueous ozone decomposition in the solar photo-ozonation process, as well as the efficiency of different photocatalysts (supported TiO2 onto magnetic activated carbon, supported TiO2 onto magnetic graphene, supported TiO2 onto glass rings and the iron-based metal-organic framework, MIL-100(Fe)) for the degradation of the organic matter of different wastewater effluents (ultrapure water doped with contaminants, domestic wastewater, synthetic secondary and industrial wastewater effluent) are studied.