Biosyntetický pochod, při kterém je energie světla uložena do energie chemických vazeb. Termín se obvykle používá pro tvorbu cukrů z CO₂. Fotosyntéza je lokalizována výlučně v chloroplastech rostlin nebo v plastidech fotosyntetizujících mikroorganismů. Fotosyntéza má dvě fáze:
 
1. světelná fáze (syntéza ATP a NADPH) vlivem světla za vzniku O₂ z vody
 
foton
H₂O + ADP + Pi + NADP⁺ = 1/2O₂ + H⁺ + ATP + NADPH
 
 
 
 
 
 
 
Enzymy světelné fáze jsou lokalizovány na membráně thylakoidu
 
 
2. temná fáze (syntéza sacharidů z CO₂)
 
3CO₂ + 6NADPH + 6H⁺ + 9ATP = glyceraldehyd 3P + 6NADP⁺ + 9ADP + 8Pi + 3H₂O

Enzymy temné fáze jsou lokalizovány ve stromatu. Jednotlivé fáze:
 
a) fixace:
RUBISCO
CO₂ + ribulóza-1,5-bis P + H₂O = 2 kys. 3Pglycerová
 
b) redukce:

kys.3P-glycerová + NADPH + ATP = glyceraldehyd3P + NADP + ADP + Pi + H₂O
 
c) regenerace:
 
5 trióza-fosfát + 3 ATP = 3 pentóza-bisfosfát + 3 ADP + 2Pi