这是最早发现的DNA修复方式,是指细胞在酶的作用下,直接将损伤的DNA进行修复。 [1] 修复是由细菌中的DNA光解酶（photolyase）完成,此酶能特异性识别紫外线造成的核酸链上相邻嘧啶共价结合的二聚体,并与其结合,这步反应不需要光；结合后如受300-600nm波长的光照射,则此酶就被激活,将二聚体分解为两个正常的嘧啶单体,然后酶从DNA链上释放,DNA恢复正常结构。后来发现类似的修复酶广泛存在于动植物中,人体细胞中也有发现。DNA光解酶可被可见光（300－600纳米,400纳米最有效）激活,分解由于紫外线照射而形成的嘧啶二聚体。此酶广泛存在,但人体只存在于淋巴细胞和皮肤成纤维细胞,且是次要修复方式。