Η φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα μέσα στους χλωροπλάστες, εξειδικευμένες δομές στα κύτταρα των φυτών. Αυτοί περιέχουν χλωροφύλλη, την πράσινη χρωστική που απορροφά το ηλιακό φως. Χρησιμοποιώντας φως, νερό και διοξείδιο του άνθρακα, τα φυτά παράγουν γλυκόζη (ένα σάκχαρο που χρησιμοποιείται για ενέργεια) και οξυγόνο (που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα). 

Σχήμα 2. Διαδικασία φωτοσύνθεσης, πηγή: https://dotandlinelearning.com/blog/biology/chapter-6-photosynthesis/

Η διαδικασία πραγματοποιείται σε δύο βασικά στάδια:

Στάδιο 1: Σύλληψη της Ενέργειας του Φωτός (Φωτοεξαρτώμενες Αντιδράσεις)
•    Λαμβάνει χώρα στις μεμβράνες των θυλακοειδών των χλωροπλαστών.
•    Το ηλιακό φως απορροφάται από τη χλωροφύλλη, διεγείροντας ηλεκτρόνια και ξεκινώντας μια διαδικασία μεταφοράς ενέργειας.
•    Τα μόρια νερού διασπώνται σε οξυγόνο, πρωτόνια και ηλεκτρόνια, απελευθερώνοντας αέριο οξυγόνο στην ατμόσφαιρα.
•    Η ενέργεια που συλλαμβάνεται αποθηκεύεται σε ειδικά μόρια που ονομάζονται ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη) και NADPH (νικοτιναμιδο-αδενινο-δινουκλεοτίδιο φωσφορικό), τα οποία θα χρησιμοποιηθούν στο επόμενο στάδιο.

Στάδιο 2: Παραγωγή Ενέργειας (Κύκλος Calvin)
•    Πραγματοποιείται στο στρώμα, το υγρό μέσα στους χλωροπλάστες.
•    Το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μορίων γλυκόζης.
•    Το ATP και το NADPH από το πρώτο στάδιο παρέχουν την ενέργεια για τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε σάκχαρα.
•    Αυτή η αποθηκευμένη ενέργεια χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη, την αναπαραγωγή του φυτού και την παραγωγή βασικών υλικών όπως το άμυλο και η κυτταρίνη.