Fotosintesis merujuk kepada proses penukaran tenaga cahaya daripada matahari kepada tenaga biokimia. Tenaga kimia ini digunakan untuk pengikatan karbon. Proses ini dibantu oleh klorofil untuk menguraikan air kepada oksigen dan hidrogen.

6CO₂ + 12H₂O + Tenaga Cahaya --> C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

Klorofil digunakan oleh tumbuh-tumbuhan hijau, alga dan cyanobakteria; klorofil dijumpai dalam membran tylakoid. Elektron-elektron daripada klorofil menembusi rantaian pengangkutan elektron, yang mana ATP terhasil daripada chemiosmosis. Dalam fotofosforilasi cyclic, elektron-elektron balik ke klorofil.
Dalam non-cyclic fotofosforilasi, elektron-elektron digunakan untuk menurunkan NADP, dan elektron-elektron balik kepada klorofil daripada H₂O atau H2S. Apabila H₂O dioksidakan oleh tumbuh-tumbuhan hijau, alga dan cyanobakteria, O₂ dihasilkan.

Oksigen akan dibebaskan sebagai bahan sampingan, sementara hidrogen akan digunakan untuk bertindakbalas dengan CO₂ dan karbohidrat untuk menghasilkan menjadi gula (glukosa), hasil akhir fotosintesis.

Proses fotosintesis penting bagi semua kehidupan disebabkan tumbuhan yang bergantung hidup kepada matahari ini akan menjadi makanan kepada haiwan maun yang akan menjadi makanan kepada haiwan maserba atau haiwan maging yang lain.Pengecualian hanyalah kepada masyarakat hidupan di laut dalam berhampiran pinggir plat tektonik yang berasaskan galian yang terpancar keluar daripada perut bumi.