La fuente de energía mas importante para todos los seres vivos (terrestres y acuáticos) es la luz solar. La energía luminosa se utiliza, con la ayuda de la fotosíntesis, para la producción de compuestos orgánicos a partir del CO2 y del agua. Los organismos heterótrofos deben ingerir sustancias orgánicas con los alimentos y aprovechan esta propiedad de organismos fotoautótrofos.
El oxigeno atmosférico que requieren los organismos superiores para vivir también procede de la fotosíntesis.
El balance químico de la fotosíntesis es mu simple, ya que por cada 6 moléculas de CO2 se obtiene una hexosa.
Los hidrógenos necesarios para la reducción de este proceso proviene del agua; el oxigeno molecular es solo un producto de la degradación.
Se requiere energía solar porque el agua es un medio reductor muy malo y por ende incapaz de reducir el CO2.
En la fase dependiente de la luz (fase luminosa), la molécula de agua se descompone en protones, electrones y atomos de oxigeno. Otro producto de la reacción es el ATP.
La excitación de los electrones hasta la formación de NADPH es un proceso fotoquímico complejo en el que participa la clorofila.
Tanto en las algas verdes como en los vegetales la fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos; en su interior conocido como estomas se encuentran los tilacoides, sacos membranosos apilados en estructuras planas llamadas grana.