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La fotosíntesis es el proceso en el cual la energía de la luz se convierte en energía química en forma de azúcares. En un proceso impulsado por la energía de la luz, se crean moléculas de glucosa (y otros azúcares) a partir de agua y dióxido de carbono, mientras que se libera oxígeno como subproducto. Las moléculas de glucosa proporcionan a los organismos dos recursos cruciales: energía y carbono fijo (orgánico).

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Las plantas son los autótrofos más comunes en los ecosistemas terrestres. Todos los tejidos verdes de las plantas pueden fotosintetizar pero, en la mayoría de las plantas, la mayor parte de la fotosíntesis ocurre en las hojas. Las células de una capa intermedia de tejido foliar llamada mesófilo son el principal lugar donde ocurre la fotosíntesis.
En casi todas las plantas hay unos pequeños poros llamados estomas en la superficie de las hojas, los cuales permiten que el dióxido de carbono se difunda hacia el mesófilo y el oxígeno hacia el exterior.

Un diagrama que muestra una hoja en aumentos cada vez mayores. Aumento 1: toda la hoja Aumento 2: tejido mesófilo dentro de la hoja Aumento 3: una sola célula mesófila Aumento 4: un cloroplasto dentro de la célula mesófila Aumento 5: pilas de tilacoides —grana— y el estroma dentro de un cloroplasto

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Cada célula mesófila contiene organelos llamados cloroplastos, que se especializan en llevar a cabo las reacciones de la fotosíntesis. Dentro de cada cloroplasto, las estructuras similares a discos llamadas tilacoides están dispuestas en pilas que se asemejan a panqueques y se conocen como granas. Las membranas de los tilacoides contienen un pigmento de color verde llamado clorofila, que absorbe la luz. El espacio lleno de líquido alrededor de las granas se llama estroma, mientras que el espacio interior de los discos tilacoides se conoce como espacio tilacoidal. Se producen distintas reacciones químicas en las diferentes partes del cloroplasto.

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está la fase luminosa y la fase oscura.
La fase luminosa incide sobre el tilacoide y sobre la clorofila, aquí se produce la hidrólisis del agua, por este proceso la energía luminosa provoca que el adenosin difosfato (ADP) se una a un fósforo inorgánico (Pi) para formar ATP, por otro lado el NADP acepta protones (H+) para formar el NADPH. En este proceso el agua que se hidroliza permite que se libere energía en la atmósfera como producto secundario.  Así mismo, la fotofosforilación puede ser cíclica o acíclica: en la cíclica se obtiene ATP y no se libera oxígeno, mientras que en la acíclica se obtiene el ATP y se reduce el NADP+ a NADPH.
Mientras tanto, la fase oscura ocurre en el estroma, la mayoría de las plantas utilizan el ciclo de Calvin para fijar carbonos. En esta fase

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En la fase luminosa la clorofila absorbe esta energía luminosa, que se convierte en energía química mediante la formación de dos compuestos:  {ATP} —una molécula de almacenamiento de energía— y  {NADPH}, un portador de electrones reducido. En este proceso, las moléculas de agua también se convierten en gas oxígeno, ¡el oxígeno que respiramos!

En la fase oscura utiliza el {ATP} y {NADPH} de las reacciones dependientes de la luz para fijar el dióxido de carbono y producir azúcares de tres carbonos —moléculas de gliceraldehído-3-fosfato, o G3P— que se unen para formar la glucosa. Se necesitan tres vueltas al ciclo para formar la glucosa.

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Los organismos fotosintéticos, como plantas, algas y algunas bacterias, cumplen una función ecológica clave: introducen la energía química en los ecosistemas mediante el uso de la luz para sintetizar azúcares. Dado que producen su propio alimento (es decir, fijan su propio carbono) con la energía de la luz, estos organismos se llaman fotoautótrofos (literalmente, “organismos que se alimentan a sí mismos al utilizar luz").

La fotosíntesis también afecta la composición de la atmósfera de la Tierra. La mayoría de los organismos fotosintéticos produce gas oxígeno como subproducto; la aparición de la fotosíntesis —hace unos 333 mil millones de años en las bacterias que se asemejan a las cianobacterias modernas— cambió para siempre la vida en el planeta Estas bacterias liberaron poco a poco oxígeno en la atmósferan terrestre que carecía de él, y se cree que el aumento en la concentración de oxígeno influyó en la evolución de las formas de vida aerobias, organismos que utilizan oxígeno para la respiración celular. Si no hubiera sido por esos antiguos fotosintetizadores, nosotros, como muchas otras especies, ¡no estaríamos aquí hoy!

Los organismos fotosintéticos también retiran grandes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera y utilizan los átomos de carbono para crear moléculas orgánicas. Si las plantas y algas no abundaran en la Tierra ni aspiraran continuamente el dióxido de carbono, el gas se acumularía en la atmósfera. Por ello es indispensable la conservación de los bosques y recintos forestales que favorecen la vida en este planeta. ¡Son los pulmones del mundo!