光合作用是葉綠素吸收光能，使之轉變為化學能，同時利用二氧化碳和水制造有機物并釋放氧的過程。這一過程可用下列化學方程式表示:6CO2+6H2O（ 光照、酶、 葉綠體）→C6H12O6（CH2O）+6O2。其中包括很多復雜的步驟，一般分為光反應和暗反應兩大階段。
光反應：這是葉綠素等色素分子吸收，傳遞光能，將光能轉喚為化學能，形成ATP和NADPH的過程。在此過程中水分子被分解，放出氧來。
暗反應：光合作用的下一步驟是在暗處（也可在光下）進行的。它是利用光反應形成的ATP提供能量，NADPH2還原CO2，固定形成的中間產物，制造葡萄糖等碳水化合物的過程。通過這一過程將ATP和NADPH2，中的活躍化學能轉換成貯存在碳水化合物中的穩定的化學能。它也稱二氧化碳同化或碳同化過程。這是一個有許多種酶參與反應的過程。