ფოტოსინთეზი არის ბიოლოგიური პროცესი, რომლის დროსაც სინათლეში შემავალი ენერგია გარდაიქმნება ატომებს შორის ბმულების ქიმიურ ენერგიად, რომლებიც ენერგიის პროცესებს ახდენს უჯრედებში. ეს არის მიზეზი, რომ დედამიწის ატმოსფერო და ზღვები შეიცავს ჟანგბადს. ფოტოსინთეზი დღეს გვხვდება მრავალუჯრედიან ორგანიზმებში, აგრეთვე მცენარეულ უჯრედებში (სპეციალიზირებულ ორგანელებში, ქლოროპლასტებში). არსებობს ფოტოსინთეზის ორი ეტაპი: სინათლის რეაქციები და ბნელი რეაქციები.
შაქრებთან შედარებით, როგორიცაა გლუკოზა, ნახშირორჟანგი (CO2) არის დაბალი ენერგიის ქიმიური ნაერთი. CO2 ძლიერ "იჟანგება" გლუკოზასთან შედარებით, რომელიც უფრო "იკლებს". როდესაც ქიმიური ნაერთი, როგორიცაა CO2, მოიპოვებს ელექტრონები, იგი ნაკლებად იჟანგება და იკლებს და ეს ნიშნავს, რომ მასში ინახება მეტი ენერგია, რომლის გამოყენებაც შეიძლება უჯრედები. სინამდვილეში, ელექტრონები არიან ის, რაც ქიმიურ ენერგიას ინახავს. ამრიგად, CO2– ის მოლეკულების ქიმიურად შეცვლისას, ნახშირბადის ატომები უერთდებიან ერთმანეთს და წარმოქმნიან გლუკოზას, რომელიც უფრო შემცირდება და ამით მეტ ენერგიას იკავებს. მიუხედავად იმისა, რომ ელექტრონები, რომლებიც გამოიყენება გლუკოზის შესაქმნელად, მოდის ფოტოსინთეზის სინათლის რეაქციებით, ამ ელექტრონების გამოყენებით გლუკოზის სინთეზი ხდება ბნელი რეაქციების დროს.
ფოტოსინთეზის მსუბუქი რეაქციების დროს, მზისგან მიღებული სინათლე ირეკლავს მთელი რიგი რეაქციების შედეგად, ქიმიური ქლოროფილით. ეს იწვევს ორი მაღალი ენერგიის ქიმიური ნაერთების სინთეზს: ATP და NADPH, ამ უკანასკნელს, რომლის ქიმიურ ენერგიას ელექტრონები იკავებენ, რომელთა გადატანა სხვა ნაერთებში მარტივია. ამ რეაქციებისათვის საჭიროა წყალი (H2O), საიდანაც პროცესის დროს გამოიყოფა ჟანგბადი. ATP და NADPH გამოიყენება შემდგომში CO2– დან გლუკოზის წარმოებისთვის ფოტოსინთეზის შემდეგ ფაზაში, მუქი რეაქციებში.