Während der Photosynthese absorbiert Chlorophyll Lichtenergie, die verwendet wird, um Kohlendioxid aus der Luft und Wasser aus dem Boden in Glukose umzuwandeln. Als Nebenprodukt wird Sauerstoff freigesetzt. Ein Teil der Glukose wird für die Atmung verwendet, während ein Teil in unlösliche Stärke umgewandelt wird.
Photosynthese findet in Pflanzen und in einigen Algen statt. Der Prozess findet in den Chloroplasten, vor allem in Pflanzenblättern, statt. Kohlendioxid dringt durch die Spaltöffnungen durch Diffusion in die Blätter ein, und Wasser wird im Xylem zu den Blättern transportiert. Die durch Lichtreaktion gewonnene Energie wird durch Bildung von Adenosintriphosphat oder ATP gespeichert, einer chemischen Verbindung, die zur Energiespeicherung verwendet wird. Dieser Vorgang wird als "dunkle Reaktion" bezeichnet und findet im Stroma statt. Während des Calvin-Zyklus werden Kohlendioxid und Energie aus ATP verwendet, um Zucker herzustellen. Sauerstoff verlässt die Blätter durch Diffusion durch die Spaltöffnungen, während die Pflanze das Wasser wiederverwendet oder das Wasser durch die Spaltöffnungen als Wasserdampf austritt. Die Pflanze kann Glukosemoleküle kombinieren, um Zellulose zu bilden.
Bei heißem, trockenem Wetter halten Pflanzen ihre Spaltöffnungen geschlossen, um die Wasserverdunstung zu verringern. Dies führt zu einem geringeren Kohlendioxidgehalt in ihren Blättern, sodass die Pflanzen aufhören müssen, Photosynthese zu betreiben. Die meiste Photosynthese findet in den Ozeanen der Erde statt und wird von Organismen wie Algen und Kieselalgen durchgeführt.