光合作用是植物利用阳光、二氧化碳和水生成有机物质，同时释放出氧气的过程。而光合作用的实质，是指光合作用中发生的一系列激素、蛋白质和核酸等代谢活动，可分为光阶段和暗阶段两部分。
光阶段：需受到光的作用才能进行，主要包括两个方面：①光能的吸收和光能转换；②光能转换的能量用来用来产生ATP及还原力。光合色素是光能吸收的重要受体，光合色素a和光合色素b是叶绿体中最常见的光合色素，能够吸收蓝紫色和红橙色的光线。被吸收的光能转化为化学能，反应式如下：CO2 H2O 光能→（CH2O）n O2
暗阶段：不依赖于光，通过ATP和还原力的协同作用将CO2和H2O合成糖类。卡尔文循环是暗反应的核心，包括碳卡尔文循环和核酮糖肥大循环，通过酶的协作，将CO2和H2O转变为糖类。此外，植物需要消耗一些能量来维持光合作用的正常进行，其中一个很重要的进程是甲酸循环，可以把糖分解成简单的化合物，释放出能量维持细胞的正常代谢。
