在地球上的生命是依靠著太陽的能量生存著，而光合作用 (photosynthesis) 是唯一能捕捉此能量的重要生物途徑。光合作用 “photosynthesis” 的字面意義為 “用光合成”，光合作用生物利用太陽能合成有機物，貯存於分子中的能量將用來趨動植物細胞中的各項工作，同時這些能量也可被各種不同的生物所利用。

        高等植物中最活躍的光合作用組織是葉肉。葉肉細胞含有大量的葉綠體，葉綠體內的葉綠素則是專門用來捕捉光能的綠色色素。在光合作用中光能被用來氧化水，釋放出氧氣，並還原二氧化碳合成有機化合物，最主要的有機物是糖 (sugars)。這一系列複雜的過程主要包括了光反應 (light reaction) 與暗反應 (dark reaction) 兩部份。光反應主要在葉綠體中的膜體構造-類囊體 (thylakoids) 進行，最終產物為高能量的化合物ATP、NADPH、O₂；暗反應則是在葉綠體基質 (stroma) 中合成醣類。