Fotosüntees on bioloogiline protsess, mille käigus valguses sisalduv energia muundatakse rakkudes töötavate aatomite vaheliste sidemete keemiliseks energiaks. See on põhjus, miks Maa atmosfäär ja mered sisaldavad hapnikku. Fotosüntees toimub tänapäeval nii ühes rakulistes organismides kui ka taimerakkudes (spetsialiseeritud organellides, mida nimetatakse kloroplastideks). Fotosünteesil on kaks etappi: valgusreaktsioonid ja tumedad reaktsioonid.
Võrreldes selliste suhkrutega nagu glükoos, on süsinikdioksiid (CO2) madala energiasisaldusega keemiline ühend. CO2 on "oksüdeerunud" võrreldes glükoosiga, mis on rohkem "redutseeritud". Kui keemiline ühend, näiteks CO2 suureneb elektrone, see vähem oksüdeerub ja redutseerub ning see tähendab, et see hoiab endas rohkem energiat, mida saab kasutada rakke. Tegelikult on elektronid need, mis hoiavad keemilist energiat. Seega, kui CO2 molekule keemiliselt muudetakse, ühendatakse süsinikuaatomid üksteisega, moodustades glükoosi, mis on rohkem redutseeritud ja hoiab seega rohkem energiat. Kui glükoosi valmistamiseks kasutatud elektronid pärinevad fotosünteesi valgusreaktsioonidest, siis glükoosi süntees, kasutades neid elektrone, toimub pimedate reaktsioonide ajal.
Fotosünteesi valgusreaktsioonide käigus püütakse päikese valgust läbi keemiliste klorofülli sisaldavate reaktsioonide seeria. Selle tulemusena sünteesitakse kaks kõrge energiaga keemilist ühendit: ATP ja NADPH, viimane, mille keemilist energiat hoiavad elektronid, mida saab hõlpsasti teistele ühenditele üle kanda. Selle reaktsioonikomplekti jaoks on vaja vett (H2O), millest protsessi käigus eraldub hapnik. ATP ja NADPH kasutatakse seejärel glükoosi tootmiseks CO2-st fotosünteesi järgmises faasis, tumedates reaktsioonides.
