Фотосинтеза је биолошки процес којим се енергија садржана у светлости претвара у хемијску енергију веза између атома које напајају процесе унутар ћелија. То је разлог што Земљина атмосфера и мора садрже кисеоник. Фотосинтеза се данас јавља у разним једноћелијским организмима као и у биљним ћелијама (у специјализованим органелама званим хлоропласти). Постоје две фазе фотосинтезе: светлосне и тамне реакције.
У поређењу са шећерима попут глукозе, угљен-диоксид (ЦО2) је нискоенергетско хемијско једињење. ЦО2 је високо „оксидисан“ у поређењу са глукозом која је више „смањена“. Када хемијско једињење, као што је ЦО2, добије електрона, он постаје мање оксидисан и више редукован, а то значи да садржи више енергије у којој се може користити ћелије. У ствари, електрони су оно што задржава хемијску енергију. Дакле, како се молекули ЦО2 хемијски мењају, атоми угљеника се спајају, формирајући глукозу која се смањује и тако задржава више енергије. Док електрони који се користе за стварање глукозе потичу од светлосних реакција фотосинтезе, синтеза глукозе, користећи ове електроне, одвија се током тамних реакција.
Током светлосних реакција фотосинтезе, сунчева светлост се хвата кроз низ реакција које укључују хемијски хлорофил. То резултира синтезом два високоенергетска хемијска једињења: АТП и НАДПХ, последња чију хемијску енергију држе електрони који се лако могу пренети у друга једињења. За овај скуп реакција потребна је вода (Х2О) из које се током процеса ослобађа кисеоник. АТП и НАДПХ се накнадно користе за производњу глукозе из ЦО2 у следећој фази фотосинтезе, тамним реакцијама.