La première étape de la photodégradation commence lorsque les filtres en acétate de cellulose exposés à l'environnement absorbent la lumière ultraviolette (UV) du soleil. Cette exposition à l'UV est cruciale car elle fournit l'énergie nécessaire pour initier la dégradation chimique des liens moléculaires dans le polymère. Sous l'effet des UV, les liaisons chimiques dans les chaînes de polymères de l'acétate de cellulose peuvent se rompre, formant des radicaux libres. Ces radicaux libres sont très réactifs et peuvent induire des réactions en chaîne qui entraînent la décomposition des chaînes de polymères plus longues en fragments plus courts. Les radicaux libres réagissent avec l'oxygène de l'air, conduisant à l'oxydation du matériau. Cette réaction d'oxydation produit d'autres types de dégradation chimique, y compris la formation de groupes carbonyle, cétones, et autres groupes fonctionnels oxygénés. Ces transformations chimiques altèrent les propriétés physiques et chimiques du polymère, le rendant plus fragile et moins résistant. À mesure que le processus d'oxydation se poursuit, les chaînes de polymère se brisent en fragments plus petits, ce qui peut aboutir à une désintégration physique du matériau en particules plus petites. Bien que les fragments soient plus petits et puissent sembler moins visibles, ils peuvent encore contenir des substances toxiques du tabac et des additifs du filtre. Ces microparticules peuvent persister dans l'environnement, posant des risques pour la santé écologique et humaine. Pour finir certains fragments peuvent devenir suffisamment petits pour être accessibles à la biodégradation microbienne. Cependant, la biodégradabilité effective dépend de la nature chimique des fragments et des conditions environnementales.