Fotosynteza jest skomplikowanym procesem , w czasie którego przy udziale energii słonecznej z dwutlenku węgla wytwarzana jest materia organiczna.

Zdolność do przeprowadzania fotosyntezy mają tylko organizmy roślinne zawierające w swych komórkach barwnik- chlorofil oraz organizmy bakteryjne wykorzystujące do fotosyntezy barwnik zwany bakteriochlorofilem.

Ogólny zapis reakcji fotosyntezy :

6CO2 + 6H2O + energia świetlna → C6H12O6 + 6O2

Fotosynteza przebiega przy udziale specyficznych enzymów, wyróżnić można w niej dwie fazy : jasną i ciemną. Faza jasna zachodzi w tylakoidach, w których zawarte są barwniki fotosyntetyczne tworzą fotosystemy : PSI i PSII. Z fotosystemów wybijane są elektrony ( fotonami światła ) które przechodząc przez ciąg przenośników powodują fotolizę wody. W czasie fotolizy wody powstają atomy wodoru i tlen, który wydzielany jest przez roślinę. Wodór pochodzący z wody przenoszony jest na NADP (fosforan dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego ) i powstaje jego zredukowana postać czyli NADPH+. Energia powstała w czasie transportu elektronów kumulowana jest w wysokoenergetycznych wiązaniach ATP.

W fazie ciemnej ( niezależnej od świtała ) siła asymilacyjna w postaci ATP i NADPH+ wykorzystywane są do procesów asymilacji dwutlenku węgla i wbudowywanie go w związki organiczne. Cykl, w czasie którego dwutlenek węgla związany jest w postaci cząsteczek substancji organicznej nazywany jest cyklem Krebsa. Produktem asymilacji CO2 może być związek trzywęglowy ( rośliny typu C3) lub związek czterowęglowy ( rośliny typu C4 ). Do roślin typu C3 to należy większość gatunków roślin, natomiast do roślin C4 zaliczane są gatunki z rodziny traw np. kukurydza, trzcina cukrowa, sorgo. Rośliny C4 charakteryzują się dużą wydajnością fotosyntezy w warunkach wysokich temperatur i dużego nasłonecznienia.