概述
光合作用公式：
二氧化碳＋水有機物（主要是澱粉）＋氧氣
6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
光合作用圖解光合作用是植物、藻類利用葉綠素和某些細菌利用其細胞本身，在可見光的照射下，將二氧化碳和水（細菌為硫化氫和水）轉化為有機物，並釋放出氧氣（細菌釋放氫氣）的生化過程。植物之所以被稱為食物鏈的生產者，是因為它們能夠通過光合作用利用無機物生產有機物並且貯存能量。通過食用，食物鏈的消費者可以吸收到植物及細菌所貯存的能量，效率為10%~20%。對於生物界的幾乎所有生物來說，這個過程是它們賴以生存的關鍵。而地球上的碳氧循環，光合作用是必不可少的。
植物利用陽光的能量，將二氧化碳轉換成澱粉，以供植物及動物作為食物的來源。葉綠體由於是植物進行光合作用的地方，因此葉綠體可以說是陽光傳遞生命的媒介。
光合作用反應原理
植物與動物不同，它們沒有消化係統，因此它們必須依靠其他的方式來攝取營養，就是所謂的自養生物。對於綠色植物來說，在陽光充足的白天，它們將利用陽光的能量來進行光合作用，以獲得生長發育必需的養分。
這個過程的關鍵參與者是內部的葉綠體。葉綠體在陽光的作用下，把經有氣孔進入葉子內部的二氧化碳和由根部吸收的水轉變成為澱粉，同時釋放氧氣。
上式中等號兩邊的水不能抵消，雖然在化學上式子顯得很特別。原因是左邊的水，是植物吸收所得，而且用於製造氧氣和提供電子和氫離子。而右邊的水分子的氧原子則是來自二氧化碳。為了更清楚地表達這一原料產物起始過程，人們更習慣在等號左右兩邊都寫上水分子，或者在右邊的水分子右上角打上星號。
光合作用可分為光反應和暗反應（也有些地方稱之為碳反應）兩個步驟。
1.光反應
反應條件：光，色素，光反應酶。
反應場所：囊狀結構薄膜上。
反應過程：水的光解：2H2O→4\[H\]+O2↑（在光和葉綠體中的色素的催化下）。
ATP的合成：ADP+Pi→ATP（在光、酶和葉綠體中的色素的催化下）。
影響光反應的因素：光強度，水分供給植物光合作用的兩個吸收峰。
葉綠素a、b的吸收峰過程：葉綠體膜上的兩套光合作用係統光合作用係統一和光合作用係統二（光合作用係統一比光合作用係統二要原始，但電子傳遞先在光合係統二開始）在光照的情況下，分別吸收680納米和700納米波長的光子，作為能量，將從水分子光解過程中得到電子不斷傳遞（能傳遞電子的僅有少數特殊狀態下的葉綠素a），最後傳遞給輔酶二NADP+。而水光解所得的氫離子則因為順濃度差通過類囊體膜上的蛋白質複合體從類囊體內向外移動到基質，勢能降低，其間的勢能用於合成ATP，以供暗反應所用。而此時勢能已降低的氫離子則被氫載體NADP+帶走。一分子NADP+可攜帶兩個氫離子，NADPH++2e-+H+=NADPH（還原性輔酶二）。DANPH則在暗反應裏麵充當還原劑的作用。
光反應的意義：光解水（又稱水的光解），產生氧氣；將光能轉變成化學能，產生ATP，為暗反應提供能量；利用水光解的產物氫離子，合成NADPH，為暗反應提供還原劑［H］（還原氫）。
2.暗反應（碳反應）
暗反應實質是一係列的酶促反應。
反應條件：無光也可，暗反應酶（但因為隻有發生了光反應才能持續發生，所以不再稱為暗反應）。
反應場所：葉綠體基質。
影響暗反應的因素：溫度，二氧化碳濃度。
過程：不同的植物，暗反應的過程不一樣，而且葉片的解剖結構也不相同。這是植物對環境的適應的結果。暗反應可分為C3、C4和CAM3種類型，3種類型是因二氧化碳的固定這一過程的不同而劃分的。