Fotosintezė yra biologinis procesas, kurio metu šviesoje esanti energija paverčiama chemine ryšių tarp atomų, veikiančių ląstelėse, energija. Dėl šios priežasties Žemės atmosferoje ir jūrose yra deguonies. Fotosintezė šiandien vyksta įvairiuose vienaląsčiuose organizmuose, taip pat augalų ląstelėse (specializuotuose organeliuose, vadinamuose chloroplastais). Yra dvi fotosintezės stadijos: šviesos reakcijos ir tamsios reakcijos.
Anglies dioksidas (CO2), palyginti su tokiais cukriais kaip gliukozė, yra mažai energijos sunaudojantis cheminis junginys. CO2 yra labai „oksiduotas“, palyginti su gliukoze, kuri yra labiau „sumažinta“. Kai padidėja cheminis junginys, pavyzdžiui, CO2 elektronų, jis tampa mažiau oksiduojamas ir labiau redukuojamas, ir tai reiškia, kad jame telpa daugiau energijos, kurią galima panaudoti ląstelių. Tiesą sakant, elektronai yra tie, kurie laiko cheminę energiją. Taigi, keičiant CO2 molekules chemiškai, anglies atomai susijungia ir susidaro gliukozė, kuri yra labiau sumažinta ir taip sulaiko daugiau energijos. Nors gliukozei gaminti naudojami elektronai gaunami iš fotosintezės šviesos reakcijų, gliukozės sintezė, naudojant šiuos elektronus, vyksta tamsių reakcijų metu.
Vykstant fotosintezės šviesos reakcijoms, saulės šviesa yra užfiksuota per daugybę reakcijų, susijusių su cheminiu chlorofilu. Dėl to susidaro du didelės energijos cheminiai junginiai: ATP ir NADPH, kurių cheminę energiją laiko elektronai, kuriuos galima lengvai perkelti į kitus junginius. Šiam reakcijų rinkiniui reikalingas vanduo (H2O), iš kurio proceso metu išsiskiria deguonis. ATP ir NADPH vėliau naudojami gliukozei iš CO2 gaminti kitoje fotosintezės fazėje - tamsiose reakcijose.